分类号:
G06F17/50(2006.01)I,E02D29/02(2006.01)I,G,E,G06,E02,G06F,E02D,G06F17,E02D29,G06F17/50,E02D29/02
主权项:
1、一种基于地震位移的重力式挡土墙的设计方法,其特征在于它是按照以下步骤实现的:步骤一、根据静荷载条件设计挡土墙截面;步骤二、选取墙顶处容许位移为[Δ]=300·kh,其中kh为水平向地震系数;步骤三、建立墙体运动方程的数学模型,通过对墙体运动方程进行数值积分计算出墙体转角θ和水平向滑动位移x,墙体的运动方程如下: m mh mh I + mh 2 x · · θ · · + c s 0 0 c φ x · θ · + k s 0 0 k φ x θ = m x · · g + ( P AE - P A ) cos ( δ + α ) mh x · · g + [ 0.5 H cos ( δ + α ) - e sin ( δ + α ) ] ( P AE - P A ) ]]>其中上述方程中m为墙体质量,I为墙体转动惯量,H为墙体高度,h为墙体重心高度,e为重心到墙踵的水平距离,α为墙背倾角,β为填土坡角,δ为墙和填土间摩擦角,ks为地基提供的抗滑移刚度系数,k为地基抗转动刚度系数,Cs为滑移阻尼系数,C为转动阻尼系数,xg为工程场地地震安全性评价提供的加速度时程,PAE为地震主动土压力,PA为静主动土压力.建立地震主动土压力的数学模型,地震主动土压力PAE具体计算公式如下: P AE = H 2 γ ‾ sa K sa 1 + H c ‾ sa - 2 HK sa 2 cos α × ( γ ‾ sa H sin ( φ + δ ) cos ( α + δ + φ - β ) + ( k + c ) cos δ cos ( α + δ + ρ ) ) ]]> × ( γ ‾ sa H cos ( α + δ + ρ ) sin ( φ - β - ρ ) cos ( α + δ + φ - β ) + c cos ( β + ρ ) ) ]]> γ ‾ sa = 1 2 γ cos ( α - β ) cos ρ cos α + q cos ( β + ρ ) H cos ρ + c sin ( α + δ - β ) H cos ( α + β - ρ ) ]]> c ‾ sa = ( k + c ) cos δ sin ( φ - β - ρ ) + c cos ( β + ρ ) sin ( φ + δ ) cos α cos ( α + δ + ρ ) cos ( α + δ + φ - β ) + ( k + c ) sin ( α + ρ ) cos α cos ( α + δ + ρ ) ]]> K sal = cos ( α - β ) cos ( α + δ + ρ ) + sin ( φ + δ ) sin ( φ - β - ρ ) cos α co s 2 ( α + δ + φ - β ) ]]> K sa 2 = cos ( α - β ) cos ( α + δ + φ - β ) ]]>其中ρ为地震角,ρ=tan-1kh,kh为水平向地震系数;q为填土上作用的均布超载,γ为填土重度,φ为填土内摩擦角,c为填土粘聚力,k为墙背与填土之间的粘聚力;Ksa1、Ksa2为与墙土体系几何物理参数以及地震动有关的系数.步骤四、建立墙顶处地震计算位移的数学模型:Δ=x+θH,得出墙顶处地震计算位移Δ;步骤五、比较墙顶处地震计算位移Δ与容许位移[Δ],如果Δ>[Δ],增加挡土墙底边宽度w,重新回到以上所述步骤进行计算,如此循环,直到Δ≤[Δ]为止.