不同变位模式下刚性挡土墙的动主动土压力_李刚

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1、第３８卷第９期湖南大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．９２０１１年９月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ）Ｓｅｐ．２０１１文章编号：１６７４－２９７４（２０１１）０９－００１６－０６＊不同变位模式下刚性挡土墙的动主动土压力李刚，张凤涛（湖南大学岩土工程研究所，湖南长沙４１００８２）摘要：基于Ｍｏｎｏｎｏｂｅ－Ｏｋａｂｅ理论的基本假设，通过对滑动土体中水平薄层单元的分析，建立了墙体平动（Ｔ）模式、墙体绕基础转动（ＲＢ）模式和墙体绕墙顶转动（ＲＴ）模式下的主动土

2、压力的一阶微分方程式，给出了土压力强度、土压力合力、土压力作用点的理论计算公式，并将该理论计算公式与Ｍｏｎｏｎｏｂｅ－Ｏｋａｂｅ理论结果进行了比较．结果表明：土压力强度分布呈非线性分布，合力作用点到墙底的距离依（ＲＢ）模式、（Ｔ）模式和（ＲＴ）模式次序增大．当地面荷载ｑ０＝０时，各种墙体变位模式下的动土压力合力与Ｍｏｎｏｎｏｂｅ－Ｏｋａｂｅ理论相同．关键词：变位模式；挡土墙；主动土压力；地震系数中图分类号：ＴＵ４７６．４文献标识码：ＡＤｙｎａｍｉｃＡｃｔｉｖｅＥａｒｔｈＰｒｅｓｓｕｒｅｏｎＲｅｔａｉｎｉｎｇＷａ

3、ｌｌｕｎｄｅｒＶａｒｉｏｕｓＭｏｄｅｓｏｆＭｏｖｅｍｅｎｔＬＩＧａｎｇ，ＺＨＡＮＧＦｅｎｇ－ｔａｏ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ４１００８２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＯｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅＡｓｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆＭｏｎｏｎｏｂｅ－Ｏｋａｂｅｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅｆｉｒｓｔ－ｏｒｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｑｕａ－ｔｉｏｎｆｏｒａｃｔｉｖｅｅａｒｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅｏｎｔｈｅｒｅｔａｉｎｉｎｇｗａｌｌｗａｓ

4、ｓｅｔｕｐｆｏｒｔｈｅｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ（Ｔ）ｍｏｄｅ，ｍｏｖｅｍｅｎｔｍｏｄｅｓｏｆｒｏｔａｔｉｏｎａｒｏｕｎｄｂａｓｅ（ＲＢ）ａｎｄｒｏｔａｔｉｏｎａｒｏｕｎｄｔｏｐ（ＲＴ）ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｓｌｉｃｅｅｌｅｍｅｎｔｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｓｌｉｄｉｎｇｓｏｉｌｗｅｄｇｅ．Ａｎｄｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｓｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｕｎｉｔｅａｒｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔａｎｔｅａｒｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｔｈｅａｃｔｉｏｎｐｏｉｎｔｏｆｔｈｅｒｅｓｕｌｔｐｒｅｓｓｕｒｅ

5、ｗｅｒｅｇｉｖｅｎ．ＴｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｃａｌｃｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｆｏｒｍｕｌａｓａｎｄＭｏｎｏｎｏｂｅ－Ｏｋａｂｅｔｈｅｏｒｙｈａｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｕｎｉｔｅａｒｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓｎｏｎｌｉｎｅａｒ－ｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ；ａｎｄｔｈａｔｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｆｒｏｍｔｈｅａｃｔｉｏｎｐｏｉｎｔｏｆｒｅｓｕｌｔａｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅｔｏｔｈｅｂａｓｅｏｆｗａｌｌｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆ（ＲＢ）ｍｏｄｅ，（Ｔ）ｍｏｄ

6、ｅ，ａｎｄ（ＲＴ）ｍｏｄｅ．ＩｔｈａｓａｌｓｏｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｒｅｓｕｌｔａｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅｕｎｄｅｒｖａｒｉｏｕｓｍｏｄｅｓｏｆｍｏｖｅｍｅｎｔａｒｅｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｆＭｏｎｏｎｏｂｅ－Ｏｋａｂｅｔｈｅｏｒｙｆｏｒｑ０＝０．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｌｌｍｏｖｅｍｅｎｔｍｏｄｅ；ｒｅｔａｉｎｉｎｇｗａｌｌ；ａｃｔｉｖｅｅａｒｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ＊收稿日期：２０１０－１０－１５基金

7、项目：湖南省建设厅资助项目作者简介：李刚（１９６０－），男，湖南长沙人，湖南大学副教授通讯联系人，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｆｅｎｇｔａｏ０９０７＠１２６．ｃｏｍ第９期李刚等：不同变位模式下刚性挡土墙的动主动土压力１７［１］Ｍｏｎｏｎｏｂｅ－Ｏｋａｂｅ的拟静力法是计算地震力作用下挡土墙上极限土压力的常用方法之一．实际上，该方法是静力条件下Ｃｏｌｕｍｂ土压力理论的推广，它不考虑地下水的作用，并假定墙后填土均匀，滑裂面是通过墙踵的平面，而且地震力以惯性力的形式作用在滑楔的形心上，通过考虑滑楔力的平衡得到地震土压力的

8、合力，并认为地震土压力呈线性图１挡土墙与破坏面位置图Ｆｉｇ．１Ｒｅｔａｉｎｉｎｇｗａｌｌａｎｄｓｌｉｄｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ分布，且当墙后填土为无粘性土时，合力作用点在距墙底三分之一墙高处．但模型试验的结果并非如［２］此．究其原因，文献［３］认为主要是由于该方法仅考虑了力的平衡，而据此是不能确定土压力的分布形式和合力作用点位置．但是该方法计算出来的合力大小是合理的，因此有学者根据实验或理