[发明专利]一种考虑塑性区域的无粘性土主被动土压力合力计算方法

权利要求书

1.一种考虑塑性区域的无粘性土主被动土压力合力计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

对已建挡土墙进行位移监测，得到监测位移量；

将所述监测位移量带入到主动土压力合力计算公式或被动土压力合力计算公式，得到挡土墙在当前位移量下受到的主动土压力合力或被动土压力合力；

主动土压力合力E_a计算公式如下

Δx_a∈[0,1]

其中，Δx_a＝x_外/x_a，x_外为挡土墙向外水平位移量，x_a为挡土墙墙后土体达到主动极限平衡状态时挡土墙向外水平位移量，K₀为静止土压力系数，H为挡土墙高度，γ为墙后土体重度，为土体内摩擦角；

被动土压力合力E_p计算公式如下

Δx_p∈[0,1]

其中，Δx_p＝x_内/x_p，x_内为挡土墙向内水平位移量，x_p为挡土墙墙后土体达到被动极限平衡状态时挡土墙向内水平位移量；

基于得到的主动土压力合力或被动土压力合力对挡土墙进行稳定性分析。

2.根据权利要求1所述的一种考虑塑性区域的无粘性土主被动土压力合力计算方法，其特征在于，所述主动土压力合力计算公式通过如下过程获得：

步骤S1：建立挡土墙向外水平位移量x_外与墙后土体塑性区域贯通量y之间的函数关系如下式，

x_外∈[0,x_a]

步骤S2：将挡土墙向外水平位移量为x_外时的主动土压力合力E_a，划分为墙后土体塑性区域贯通量y对应直角梯形塑性体水平下滑力T和该塑性体后缘直角三角形弹性体静止土压力E₀两部分，E_a计算公式如下，

E_a＝T+E₀

步骤S3：根据库伦主动土压力理论计算步骤S2中的T，根据静止土压力理论计算步骤S2中的E₀，将计算得到的T和E₀求和建立起E_a与Δx_a之间的函数关系如下式，

Δx_a∈[0,1]。

3.根据权利要求2所述的一种考虑塑性区域的无粘性土主被动土压力合力计算方法，其特征在于，所述挡土墙向外水平位移量x_外与墙后土体塑性区域贯通量y之间的函数关系通过如下过程获得：

假定挡土墙向外水平位移量x_外与墙后土体塑性区域贯通量y之间函数关系为线性关系，且贯通的塑性区域与无粘性土的朗肯主动土压力理论滑裂面l保持一致，塑性区域为一个与水平面成的平面如下式，

由x_外与y之间的线性函数关系可得下式，

综合两式可得所述挡土墙向外水平位移量x_外与墙后土体塑性区域贯通量y之间的函数关系。

4.根据权利要求1所述的一种考虑塑性区域的无粘性土主被动土压力合力计算方法，其特征在于，当Δx_a＝0时所述主动土压力合力计算公式转化为静止土压力合力计算公式，当Δx_a＝1时所述主动土压力合力计算公式转化为墙后土体达到主动极限平衡状态时的朗肯主动土压力合力计算公式。

5.根据权利要求1所述的一种考虑塑性区域的无粘性土主被动土压力合力计算方法，其特征在于，当Δx_p＝0时所述被动土压力合力计算公式转化为静止土压力合力计算公式，当Δx_p＝1时所述被动土压力合力计算公式转化为墙后土体达到被动极限平衡状态时的朗肯被动土压力合力计算公式。