[发明专利]一种衡重式挡土墙的主动土压力确定方法有效

专利信息
申请号: 202210472016.7 申请日: 2022-04-29
公开(公告)号: CN114818070B 公开(公告)日: 2023-07-18
发明(设计)人: 罗强;熊诗杰;黄豫;张良;郭增瑞;蒋良潍;刘宏扬;王腾飞;吕鹏举;裴臻豪 申请(专利权)人: 西南交通大学
主分类号: G06F30/13 分类号: G06F30/13;G06F30/23;E02D29/02;G06F119/14
代理公司: 北京正华智诚专利代理事务所(普通合伙) 11870 代理人: 吕春艳
地址: 610031*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 衡重式 挡土墙 主动 压力 确定 方法
【说明书】:

发明公开了一种衡重式挡土墙的主动土压力确定方法,包括S1、确定衡重式挡土墙结构和墙背填土参数;S2、计算衡重式挡土墙上墙破裂棱体的第一破裂面剪切角;S3、计算得到衡重式挡土墙上墙破裂棱体的第一破裂面倾角和第二破裂面倾角;S4、计算得到第一破裂面土压力和第二破裂面土压力;S5、根据第二破裂面与上墙背间的衡重台上土体的自重,计算衡重式挡土墙上墙背土压力和衡重台土压力;S6、根据下墙破裂棱体的自重,计算衡重式挡土墙下墙破裂面倾角及下墙背土压力。本发明方法的衡重式挡土墙墙背土体破坏模式更符合工程实际,土压力计算精度更高,且能考虑墙顶以上路堤高度的影响,完善了衡重式挡土墙结构设计方法和稳定性评价技术。

技术领域

本发明属于岩土工程中的支挡结构设计与稳定性评价的技术领域,具体涉及一种衡重式挡土墙的主动土压力确定方法。

背景技术

衡重式挡土墙是为适应我国山区地形创新的一种重力式挡土墙结构形式。相比普通重力式挡土墙,在地面横坡较陡条件下的收坡效果好,圬工用量小,衡重台上覆土体增强墙体抗倾覆稳定性,基础应力分布较均匀,基础开挖和回填方量大大减少,另外,路肩地段采用衡重式挡土墙可避免墙身侵入路基。因此,衡重式挡土墙成为我国山区铁路和公路工程中应用较为广泛的一种挡土墙结构形式。

由于衡重台的存在,衡重式挡土墙受力特性相较于普通重力式挡土墙的平面墙背发生较大变化,墙背承受的土压力也更复杂。目前,工程中一般将衡重式挡土墙可分为上、下墙段,分别基于库伦土压力理论确定相应墙背承受的土压力。上墙背土压力通过墙顶与衡重台外缘连线的假想墙背确定,当土体中出现第二破裂面时,则按第二破裂面法确定;下墙背土压力则采用延长墙背法或力多边形法确定。但在实际工程应用中,时有发生衡重式挡土墙变形过大甚至失稳的案例,尤其是上墙与衡重台交界处易发生拉裂破坏等现象,说明按传统方法确定的衡重式挡土墙结构稳定性存在一定的安全风险。

衡重式挡土墙背土体破裂面特征及土压力试验表明,在挡土墙处于极限平衡状态下,墙背土体中仅形成过衡重台缘的上墙第二破裂面和过墙踵的下墙破裂面,而传统方法假设的上墙第一破裂面并未形成,该差异导致土压力在上、下墙背的分配发生变化,引起上墙背土压力明显增大而下墙背土压力减小,是造成衡重式挡土墙上墙与衡重台交界处易发生拉裂破坏的重要原因。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足,提供一种衡重式挡土墙的主动土压力确定方法,以解决传统方法未考虑到上墙破裂棱体的第一破裂面未形成,该差异导致土压力在上、下墙背的分配发生变化,引起上墙背土压力明显增大而下墙背土压力减小的问题。

为达到上述目的,本发明采取的技术方案是:

一种衡重式挡土墙的主动土压力确定方法,其包括以下步骤:

S1、确定衡重式挡土墙结构和墙背填土参数;

S2、根据衡重式挡土墙结构,计算衡重式挡土墙上墙破裂棱体的第一破裂面剪切角;

S3、根据衡重式挡土墙结构、墙背填土参数和第一破裂面剪切角,构建力多边形闭合的静力平衡方程,并计算得到衡重式挡土墙上墙破裂棱体的第一破裂面倾角和第二破裂面倾角;

S4、基于计算所得的衡重式挡土墙上墙破裂棱体的第一破裂面倾角和第二破裂面倾角,计算得到第一破裂面土压力和第二破裂面土压力;

S5、根据第二破裂面与上墙背间的衡重台上土体的自重,计算衡重式挡土墙上墙背土压力和衡重台土压力;

S6、根据下墙破裂棱体的自重,计算衡重式挡土墙下墙破裂面倾角及下墙背土压力。

进一步地,步骤S1中确定衡重式挡土墙结构和墙背填土参数,包括:

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