关于地震主动动土压力计算公式探讨(1)
2016-03-09 01:08
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摘要：水工建筑物地震主动动土压力计算较为复杂，在现行《水工建筑物抗震设计规范》中提供的计算公式存在一定缺陷。通过大量计算分析及验证，对现行规范计算公式提出了改进意见，供大家借鉴。
关键词：地震 主动 动土压力 抗震规范 1前言 水工建筑物地震动土压力计算问题十分复杂，国内外目前大多采用在静土压力的计算式中，增加对滑动土楔的水平向和竖向地震作用，以此近似估算主动动土压力值。鉴于近似计算的滑动平面假定，在计算被动土压力时与实际情况差得很远，使结果不合理。因此，规范规定，地震被动动土压力计算应结合工程经验作专门研究。本文只针对主动动土压力计算公式进行分析。 利用《水工建筑物抗震设计规范》（sl203-97） 中给出的计算公式进行地震主动土压力计算时发现，计算的结果与原规范偏差很大。有的文献曾经分析过其中的取值，但不全面，现对公式中的某些数学符号进行比较分析，供大家借鉴。 2算例 为便于分析，现举一实例进行分析。 某悬臂式挡土墙，墙后填土高度4.13 m，填土表面单位长度的荷重为0 kn/m，挡土墙面与垂直面夹角为0°，填土表面和水平面夹角为0°，土的重度的标准值取18.0 kn/m3，土的内摩擦角为30°，挡土墙面与土之间的摩擦角取三分之一土的内摩擦角，即10°。 3计算公式 《水工建筑物抗震设计规范》（sl203-97）中给出的地震主动动土压力计算公式如下，其中ce应取公式中按“＋”、“－”号计算结果中的大值。
式中 fe——地震主动动土压力代表值（kn/m）； q0——土表面单位长度的荷重； ψ1——挡土墙面与垂直面夹角； ψ2——土表面和水平面夹角； h——土的高度； g——土的重度的标准值； j——土的内摩擦角； qe——地震系数角； d——挡土墙面与土之间的摩擦角； z——计算系数，拟静力法计算地震作用效应时一般取 0.25，对钢筋混凝土结构取0.35，本计算取z=0.35； ah——水平向设计地震加速度代表值，地震烈度ⅶ度为0.1 g，ⅷ度为0.2 g； av——竖向设计地震加速度代表值，av = 2 ah/3； g——重力加速度，9.8 m2/s。 4计算成果分析 4．1 计算成果 为便于对比分析，土的摩擦角分别取10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°，地震烈度分别取ⅶ度和ⅷ度，按照sl203-97和sdj10-78(试行)两套规范分别进行计算，计算结果见表1、表2。
4．2 成果分析 从以上计算成果可以得出如下结论： 1)97规范计算出的地震力是78规范计算值的数倍。 2)随着土的摩擦角的增大，78规范计算出的土压力越来越小，97规范计算出的土压力越来越大，受力趋势不一致。 3)地震烈度越大，97规范计算出的土压力越小，这是不符和实际规律的。 从以上统计分析可以看出，现行《水工建筑物抗震设计规范》（sl203-97）计算的地震主动土压力的计算公式存在一定的不合理成份。 从地震的作用效应来看，地震竖向分量av有两个方向，向上或向下，计算地震土压力时应分别计算，取其中的最大值为选用成果。至于原规范中规定的ce应取公式中按“＋”、“－”号计算结果的大值没有实际意义。共2页: 1 [2] 下一页 论文出处(作者):
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