本人在考虑挡土墙后面的土拱效应,求解了粘性土挡墙后面的土压力(水平方向)分布,算例分析参数为:重度20kN/m3;粘聚力20kPa;内摩擦角30°;深度10m;从图中可以看出,墙土摩擦角约小于0.8倍内摩擦角时,上面负值土压力基本与Rankine解是重合的,墙土摩擦角为0时,求得的解与Rankine解完全重合。 B\=SAi
图中墙底显示有负土压力值,墙土摩擦角约小于0.8倍内摩擦角时,其高度几乎是墙高的1%;墙土摩擦角等于内摩擦角时,高度也只有墙高约4%,很小,几乎可以忽略。负值的产生是计算公式中的粘聚力分量引起的。 E3~,+68U
考虑到实际工程中以及目前公认墙土摩擦角最大取值为土体内摩擦角,一般经验建议取值0.3-0.6倍土体内摩擦角,则按照我计算的结果要小于Rankine解,而且合力作用点要高。 Cec9#C
如果要精确求解本文的主动土压力合力,土压力零点(主要是上面的零点,因为下面的零点在墙土摩擦角约小于0.8倍内摩擦角时,其高度几乎只是墙高的1%,这部分负土压力合力会相当小)的求解得出的是一个一元多次方程,解析解的求解相当困难。但是当墙土摩擦角约小于0.8倍内摩擦角时,上面的负土压力线与Rankine几乎重合,因此考虑了一个近似解: w+Z- -@\
(1)先按我的方法积分求解合力; QHHW(InG<
(2)然后补偿上面的负土压力合力,其值按Rankine解在自立高度范围内积分(也可以用本文解积分,但是积分深度取Rankine求解的自立高度)。 %sO Wg.0_
求解得到的解如下: ZQ,fm`y\
墙土摩擦角与内摩擦角比值为0.8、 0.7、 0.5、 0.4、 0.2、 0 时 :X'*8,]KHH
求的土压力合力分别为 93.4、 91.5、 97.1、 102.7 、 118.9、 142.3 #dva0%-1
Rankine解为142.3kN/m z+3<$Z
个人觉得可以按此法求解墙土摩擦角约小于0.8倍内摩擦角时的情况,但是如果墙土摩擦角等于内摩擦角时,近似的解析结果也比较难给出, NLcO{
现在有个问题,一般实际工程中墙土摩擦角究竟有多大,能达到土体的内摩擦角值吗?