一种基坑悬臂式支护结构有限土体主动土压力计算方法技术

本发明专利技术涉及一种基坑悬臂式支护结构有限土体主动土压力计算方法,该方法主要是针对经典土压力理论存在的不足，提供了一种考虑墙后土体宽度的主动土压力计算方法，包括以下步骤：确定基坑支护结构设计参数和土体物理力学参数；确定支护结构位移曲线解析式；确定摩擦角与位移的关系式；假定极限状态下土体滑裂面形状为旋轮线；将墙后梯形土楔体分为两部分，采用水平层分析法根据力的平衡建立方程，最后得出滑裂面形状和主动土压力大小的表达式。本发明专利技术得到的土压力分布更为准确、合理，计算公式简单实用，可适用于实际工程中拟开挖基坑支护结构与毗邻地下结构位置较近的情况，有利于基坑工程的合理设计和施工，具有一定的推广应用价值。用价值。用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基坑悬臂式支护结构有限土体主动土压力计算方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程
，具体涉及一种基坑悬臂式支护结构有限土体主动土压力计算方法。

技术介绍

[0002]土压力的求解问题一直以来是岩土工程领域的热门问题之一，目前传统的土压力计算大多采用经典朗肯、库仑土压力理论或者由经典土压力理论修正后的表达式，但以上理论均建立在墙后土体是半无限空间体的基本假定之上。
[0003]随着基础设施的大力发展，在城市建设、公路工程、铁道工程中涌现了很多挡土墙后土体为有限宽度的工况，涉及基坑工程、路基工程、边坡工程等。由于拟开挖基坑与毗邻地下结构之间的位置较近，故墙后土体的宽度是有限的，于是经典郎肯、库仑计算方法认为的直线滑裂面因为毗邻地下结构限制的原因而不能够延展至填土表面，不符合半无限空间体这一假定。显然，针对该工况下的经典郎肯、库伦土压力理论明显是不适宜的。且在实际工程中，基坑支护结构的位移往往控制的十分严格，特别是距离周边建筑物较近的基坑，其位移远小于墙后土体达到主动极限状态的位移，所受土压力往往是介于静止土压力与主动土压力之间的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基坑悬臂式支护结构有限土体主动土压力计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：确定基坑支护结构设计参数和土体物理力学参数，包括：基坑开挖深度h0；土体重度γ，黏聚力c，内摩擦角基坑支护结构与土体外摩擦角δ，土体表面上作用均布荷载q；步骤二：确定摩擦角与位移的关系，借助应力摩尔圆，得到准主动状态下，土体任一位移的内摩擦角发挥值外摩擦角发挥值δ
m
的计算式：式中：R
f
为破坏比，取0.75～1.0；η为支护结构有效位移面积比；步骤三：假设极限状态下支护侧土体的滑裂面符合旋轮线分布，可得滑裂面上任一点切线与水平方向夹角：式中：h为土体滑裂面与既有建筑的交点到地面的距离：H为基坑支护结构长度；θ
c
为旋轮线通过墙趾时的旋转角；步骤四：取极限状态下悬臂支护结构后形成的梯形土楔体分析，采用水平层分析法，根据其相对运动趋势，划分为两类水平微元体，根据力的平衡分别建立水平和竖向微分方程，联立化简得：0≤y≤h时：h＜y≤H时：
边界条件：y＝0时，σ
y
＝q；由于式
③
、式
④
在深度y＝h处连续，因此将y＝h代入式
③
得到的σ
y
即为式
④
对应的边界条件；式中：L1为支护结构与既有建筑的距离；L2为第二类微元体上表面长度，依据旋轮线滑裂面解析式：σ
y
为微元体顶面的竖向压力；为微元体顶面的竖向压力；ξ取0.8～1.0；K1为矩形区考虑土拱效应的侧向土压力系数：θ为有限土体两侧的主应力偏转角：K2为三角形区考虑土拱效应的侧向土压力系数：θ1、θ2为滑裂面两侧的主应力偏转角：K
a
为朗肯主动土压力系数；步骤五：根据式
①
，用内外摩擦角发挥值和δ
m
替换式
...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤涵锐，陈斌，谢亮，李春磊，于沉香，吴琪，杨光煜，刘绍卿，
申请(专利权)人：中冶集团武汉勘察研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：