竖井侧压力的计算方法及数值模拟

• 作 者: 胡伟
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 竖井 侧压力 曲线挡土墙 数值模拟 有限差分法

：土压力的计算问题是岩土工程领域中三大重要的研究课题之一,在曲面挡土墙结构得到的研究成果具有很好的应用价值。本文在库仑土压力理论的基础上对竖井等曲面结构的侧压力计算理论作了进一步研究。传统的极限平衡理论忽略了相邻微元体两侧的法向作用力,并运用的的是直线挡土墙理论进行研究的。对于竖井等圆弧形曲面结构物,相邻微元体两侧的法向作用力对土体的平衡有重要的影响。本文以库伦土压力理论和原方计算法为基础,考虑了竖井曲面形式和相邻微元体两侧的法向作用力对土压力计算的影响。选择三维微扇形单元土体,进行受力分析,由静力平衡条件,推导出了竖井侧压力计算的表达式。结合三个计算实例,每个竖井选取不同的半径和深度,结合数值模拟分析,得到了影响竖井侧压力的几个因素。通过和本文推导公式的计算结果对比,二者结果基本吻合,证明了本文推导公式的正确性。通过对比不同半径、不同深度、不同相对刚度下竖井的侧压力,得到以下结论：1.由于竖井的曲面效应影响,使得竖井侧压力计算值比两种经典计算方法偏小。因此,对于曲面结构挡土墙,经典理论计算方法不够合理。2.与常规土压力不同的是,竖井侧压力大小随着深度的增加,表现为非线性增大。3.竖井侧压力与半径有关。随着半径增大而增大,最终趋于一稳定值。不同相对刚度对竖井侧压力影响不大。