【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩土工程，具体是涉及一种基于水平层分析法的装配式挡土墙土压力计算。
技术介绍
1、重力式挡土墙作为一种承受土压力、防止土体坍塌的挡土建筑物在水利、交通、市政等工程得到普遍应用，但由于其依靠自身重量来保持平衡和稳定的特点，重力式挡墙也存在着对地基承载力要求高、材料用量大、不经济环保的缺点。装配式挡墙相较于重力式等传统式挡墙具有显著的绿色、生态功能，装配式挡墙自然也受到了越来越多的关注。仰斜装配式挡土墙是装配式挡墙的一种常见形式，尽管其已经在实际工程中广泛使用，但其理论研究落后于工程实践，现阶段其设计还主要依赖于工程经验，因此对仰斜装配式挡墙的理论研究还是很有必要。
2、挡土墙的位移模式以及土压力大小和分布是挡土墙设计安全的关键，库伦和朗肯土压力计算理论凭借参数清晰、计算模型简单等优点被广泛使用，但这两大土压力理论在实际工程运用在中都有着相应的不足之处，库伦土压力理论对滑动楔体整体建立平衡方程，无法获得土压力沿着墙高的具体分布；朗肯土压力理论假定墙背竖直光滑得到侧土压力系数进而计算出水平土压力，没有考虑墙土摩擦对土压力的影响。这两种计算方法都是针对刚性挡墙所提出，而装配式挡土墙由于特殊的结构形式，其墙身具有一定的柔性，可与土体协调变形去释放土压力，这种情况下使用传统土压力计算方法与实际工程情况必然会存在一定的误差，进而会影响装配式挡墙在实际工程中的设计合理性。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种基于水平层分析的装配式挡土
2、本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
3、本专利技术一种基于水平层分析的装配式挡土墙的土压力计算方法的特点在于，包括以下步骤：
4、s1、通过土力学参数试验获取现场土体的土体参数，包括：土体容重γ和土体内摩擦角从而根据土体内摩擦角估算出墙土摩擦角δ；
5、根据装配式挡土墙的现场工况，测量出挡土墙的整体高度h、挡土墙的最大位移点与墙顶之间的距离h1、挡土墙的最大位移点与墙蹱之间的距离h2；
6、设最大位移点以上的部分挡墙的位移模式为平动，并将最大位移点以上的部分挡墙记为平动挡墙，最大位移点以下的部分挡墙为绕墙蹱转动，并将最大位移点以下的部分挡墙记为绕墙蹱转动挡墙；
7、s2、利用式(1)和式(2)分别计算平动挡墙的墙后土体的侧向土压力系数kawn和平均剪应力系数k：
8、
9、
10、式(1)和式(2)中，θa表示装配式挡土墙的墙后土体的大主应力在墙土接触处与水平面的夹角,θb表示装配式挡土墙的墙后土体的大主应力在滑裂面处与水平面的夹角,θ1为装配式挡土墙的倾角，且θ1≤90°，θ2为潜在滑裂面倾角为偏移角；n为朗肯主动土压力系数，且
11、利用式(3)计算绕墙蹱转动挡墙的平均剪应力系数取为等效摩擦角
12、
13、s3、确定装配式挡土墙的墙后土体的滑动楔体：
14、根据土体参数和墙土摩擦角δ，计算滑裂面通过墙踵的潜在滑裂面倾角θ2；
15、以墙踵为顶点，以所述潜在滑裂面倾角为偏移角θ2，按照所述偏移角获取顶点的水平线向地面线进行偏移时与地面线所形成的交点，从而得到墙顶、墙踵分别与所述交点相连的范围即为滑动楔体；
16、s4、对所述滑动楔体进行微分处理，得到分割后的不同深度的薄层片体单元；
17、利用式(4)建立平动挡墙的墙后土体中深度为y处的薄层片体单元在极限平衡状态下的深度y与薄层片体单元层的平均竖向应力之间的关系方程：
18、
19、利用式(5)建立绕墙蹱转动挡墙中深度为y处的薄层片体单元在极限平衡状态下的深度y与薄层片体单元的平均竖向应力之间的关系方程：
20、
21、s5、当y＝0时，令为墙后填土上均布荷载q，从而利用边界条件求解式(4)和式(5)，得到如式(6)所示的装配式挡土墙的墙后水平土压力σawn；
22、
23、式(6)中，ma表示平动挡墙的土压力计算的第一参数，na表示平动挡墙的土压力计算的第二参数，mb表示绕墙蹱转动挡墙土压力计算的第一参数，nb表示绕墙蹱转动挡墙土压力计算的第二参数，并有：
24、
25、
26、
27、
28、s6、沿挡土墙的整体高度h对式(6)进行积分，从而利用式(12)得到装配式挡土墙的墙后水平土压力σawn的合力px：
29、
30、s9、利用式(13)得到墙后水平土压力σawn对墙蹱的力矩mx：
31、
32、s7、计算水平土压力合力px的作用点与墙蹱之间的高度从而完成装配式挡土墙后的土压力计算。
33、本专利技术一种电子设备，包括存储器以及处理器的特点在于，所述存储器用于存储支持处理器执行所述装配式挡土墙土压力计算方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
34、本专利技术一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序的特点在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述装配式挡土墙土压力计算方法的步骤。
35、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
36、本专利技术从实际出发考虑了装配式挡墙由于墙体柔性而不同传统重力式挡墙的位移模式，并提供一种基于水平层分析法的装配式挡土墙土压力计算方法，与经典库伦和朗肯经典土压力理论计算结果相比，本专利技术提出的改进土压力计算方法对装配式挡墙墙后土压力预测精度有所提高，更加符合其土压力沿高度的变化趋势，并考虑挡墙后填土存在附加荷载q的影响，使计算得到的主动土压力更符合现场情况，从而优化装配式挡土墙结构设计，降低工程造价。
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1.一种基于水平层分析的装配式挡土墙的土压力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1所述装配式挡土墙土压力计算方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
3.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1所述装配式挡土墙土压力计算方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种基于水平层分析的装配式挡土墙的土压力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1所述装配式挡土墙土压力计算方法的程序...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏松，李根，朱梓萌，戴齐超，汪旭东，肖淑霞，陈清，邹莹，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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