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土压力计算理论中的若干问题研究

赵勤彦  
【摘要】:众所周知,库仑土压力理论和朗肯土压力理论非常简单易掌握,至今仍被大量运用于工程建设中,但这两大经典理论的假定条件非常严格,而实际工程中会出现很多特殊情况,若直接运用就会出现很多错误的结果。在这两大理论的基础上,针对其存在的缺陷,许多学者提出了一些新的解决方案,但到目前为止这些方案还有待进一步深入研究。 本文对已有的一些土压力计算理论有针对性的进行探讨,提出一些新的观点,使得挡土墙与土体之间的力学机理更加清晰明了,使得土压力计算问题更加简单、准确。具体做了下面几个面的研究: (1)从极限平衡理论出发,针对朗肯主动土压力下墙后土体极限滑动面问题进行了研究,提出了合理的滑裂面形式,并论证了此滑裂面为朗肯主动土压力所对应的墙后土体真实滑裂面,同时对朗肯理论的墙后土体拉应力问题也作出了相应解释;在此基础上利用土体抗拉强度与抗剪强度的关系,推导出考虑土体抗拉强度的主动土压力计算公式,本文结论对朗肯土压力理论是一个补充和完善。 (2)在实际工程中,往往会遇到墙后填土表面并不水平的情况,这时墙背上的主动土压力就不能直接用经典土压力理论来计算。本文对不同填土表面情况下土压力计算问题进行了研究分析。 (3)对挡土墙后土体的应力状态进行了分析:针对库仑理论存在的的问题,如墙后滑裂土体静力矩不平衡现象、平滑裂面不符合应力状态等,进行研究分析并提出了改进方法;也对墙后土体中产生的土拱效应、小主应力拱拱顶面和土拱效应原理中存在的一些问题进行了分析,并建立了侧土压力系数计算方法。 (4)利用有限元软件对本文研究结论进行模拟计算和数值验证。


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