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有限土体主动土压力计算理论研究

王宁  
【摘要】:在经典土压力的计算中假定土体为半无限体,土压力计算结果并不适用于有限土体。随着工程建设的迅猛发展,建筑密度不断增大,因此,对有限土体的研究具有重要意义。有限土体主动土压力研究是其中一个重要方向,在工程实际中具有较高价值和广泛的发展前景。首先,本文以刚性挡土墙墙后土体为研究对象,介绍了经典土压力理论在半无限土体土压力计算中的应用,对库仑和朗肯土压力理论进行了详细分析。并介绍了极限平衡理论、水平薄层法和土拱效应理论在有限土体土压力计算中的应用并分析了三种方法的优缺点及适用情况。其次,通过受力分析,在考虑土粘聚力和挡土墙宽度的基础上,结合顾慰慈的空间土压力计算模型,引入土拱效应原理,建立滑动土体的平衡方程,推导出一般情况下的挡土墙空间主动土压力计算公式,研究了挡土墙宽度及土力学参数对有限土体主动土压力及其剪切破坏角之间的关系,并给出了特例情况下的主动土压力计算方法。最后,以经典土压力理论为基础,考虑有限土体两侧全为开挖基坑状况和一侧开挖基坑、另一侧存在临近既有建筑的情况,结合地基承载力破坏模式中的单、双向破坏模式,在Meyerhof极限承载力理论的基础上建立有限土体主动土压力计算模型,推导出地基承载力影响下的有限土体主动土压力计算公式,并通过公式求出滑裂面倾角的解法,进而结合水平薄层法求解出土体所受的主动土压力值。


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