不同模式下挡土墙地震土压力的拟动力学分析

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目前,对于挡土墙后动土压力的计算,普遍采用拟静力学方法,而且大部分都是只考虑水平地震力作用。拟静力学方法计算出的动土压力合力比较接近实际,但是该方法却无法计算动土压力分布与合力作用点,而且假定墙后土体为刚性,这也与实际有很大差距。拟动力学方法则刚好可以克服这些不足,本文正是在拟动力学法基本假定的基础上,对不同模式下挡土墙地震土压力进行了以下的研究工作:(1)T模式下挡土墙背向填土侧平移。考虑地震加速度的放大效应,运用拟动力学的分析方法,得到了考虑时间和相位变化的刚性挡土墙后粘性土地震主动土压力系数、地震主动土压力合力和主动土压力分布强度的理论公式。在此基础上,利用优化算法得到了地震卓越周期中的最不利工况,分析了水平和竖向地震加速度系数、内摩擦角、墙面摩擦角、挡土墙倾角和地震放大系数对最不利工况下滑动面倾角、主动土压力系数、临界深度、合力作用点和土压力分布的影响。(2)T模式下挡土墙向填土侧平移。考虑地震加速度的放大效应,运用拟动力学的研究方法,推导了地震条件下随时间变化的被动土压力系数、被动土压力合力、被动土压力强度和被动土压力合力作用点的理论公式;重点分析了加速度的放大系数以及地震卓越周期对最危险滑动面倾角、被动土压力系数以及被动土压力分布的影响。在之前分析的基础上,结合拟动力学法及水平层分析法,对于无粘性土,重新得到了计算地震被动土压力的分析模型,克服了拟动力学方法的不足,重点分析了被动土压力分布的特点。(3)RB模式即挡土墙绕墙踵转动。考虑地震加速度的放大效应,运用拟动力学的分析方法,得到了考虑时间和相位变化的刚性挡土墙后地震主动和被动土压力系数、地震动土压力合力和动土压力分布强度的理论公式。同时求得了RB模式下一定时间内挡土墙转角位移计算公式。
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