地震荷載作用下?lián)跬翂庸踢吰峦翂毫ι舷扪芯?/h1>
2016-08-23 10:18:00汪鵬福尹祖超
現(xiàn)代礦業(yè) 2016年12期 關(guān)鍵詞：分析
汪鵬福 尹祖超
(長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司)
地震荷載作用下?lián)跬翂庸踢吰峦翂毫ι舷扪芯?/p>
汪鵬福 尹祖超
(長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司)
針對(duì)土質(zhì)邊坡工程進(jìn)行橫向和豎向地震荷載作用下的擋土墻加固邊坡的抗震穩(wěn)定性研究，借助極限分析方法和主、被動(dòng)土壓力作用下的邊坡旋轉(zhuǎn)破壞模式獲得邊坡穩(wěn)定的能量極限狀態(tài)方程，運(yùn)用MATLAB軟件編寫(xiě)的優(yōu)化程序最終獲得邊坡的主、被動(dòng)土壓力系數(shù)優(yōu)化上限解，并分析獲得各參數(shù)對(duì)土壓力系數(shù)的影響。結(jié)果表明：豎向、水平向地震荷載系數(shù)和邊坡高度均對(duì)主、被動(dòng)土壓力系數(shù)產(chǎn)生顯著影響，但規(guī)律不盡相同；被動(dòng)土壓力系數(shù)在各參數(shù)下的變化規(guī)律接近線性，而相同條件下主動(dòng)土壓力系數(shù)的變化則呈現(xiàn)較為明顯的非線性。
邊坡失穩(wěn) 地震荷載 主動(dòng)土壓力系數(shù) 被動(dòng)土壓力系數(shù)
道路和鐵道工程邊坡在地震荷載的作用下常有發(fā)生滑塌失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)工程安全性和使用功能構(gòu)成較大威脅[1-3]。擋土墻是廣泛應(yīng)用于各類(lèi)公路、鐵路及基坑等工程中的支擋構(gòu)筑物，其主要功能是作為邊坡巖土體的支撐，防止地震荷載等不利外界因素作用下導(dǎo)致邊坡滑塌失穩(wěn)。同時(shí)，邊坡?lián)跬翂σ嗥鸬椒€(wěn)定路堤等作用，可以有效減少道路路基等占地面積[4-6]。因此，分析擋土墻對(duì)道路、鐵路邊坡的加固效應(yīng)是十分必要的。 羅強(qiáng)等[7]采用擬靜力方法分析了地震效應(yīng)和坡頂超載作用對(duì)均質(zhì)土坡穩(wěn)定性的影響，認(rèn)為地震荷載等外界因素對(duì)邊坡計(jì)算安全系數(shù)和破壞范圍均有較大影響；AL-Homoud和Tahtamoni[8]進(jìn)行了邊坡土體強(qiáng)度參數(shù)和地震荷載隨機(jī)性的邊坡三維穩(wěn)定性分析；鄧龍勝[9]針對(duì)于陜北地區(qū)常見(jiàn)的軟弱黃土邊坡進(jìn)行了動(dòng)荷載作用下的邊坡穩(wěn)定性響應(yīng)研究；趙濤[10]則借助力學(xué)方法將公路高邊坡的破壞模式進(jìn)行歸類(lèi)，分別分析了各類(lèi)破壞模式下的邊坡抗震穩(wěn)定性。本文采用極限分析上限法對(duì)橫向和縱向地震荷載條件下的邊坡主、被動(dòng)土壓力進(jìn)行分析，通過(guò)獲得的邊坡穩(wěn)定極限狀態(tài)方程及MATALB軟件進(jìn)行邊坡主、被動(dòng)土壓力的優(yōu)化分析，并研究不同參數(shù)條件下各參數(shù)對(duì)邊坡土壓力系數(shù)的影響規(guī)律。
1 擋土墻加固邊坡破壞模式
主動(dòng)及被動(dòng)土壓力作用的擋土墻加固邊坡破壞模式見(jiàn)圖1。O為旋轉(zhuǎn)中心，H為邊坡高度；α1和α2為邊坡高度系數(shù)(α1+α2=1);θ0和θh分別為旋轉(zhuǎn)破壞模式的初始旋轉(zhuǎn)角和終止旋轉(zhuǎn)角;r0、rh分別為對(duì)應(yīng)的初始和終止旋轉(zhuǎn)半徑；β1和β2為邊坡上下坡角;Pf為擋土墻與墻后土體粘附力;Pa和Pp分別為主、被動(dòng)土壓力。
圖1 擋土墻加固邊坡的破壞模式
2 能量計(jì)算
2.1 主動(dòng)破壞
2.1.1 外力功率
外力功率W由滑動(dòng)土體重力功率和水平、豎向地震荷載功率組成，根據(jù)圖1中破壞模式的幾何關(guān)系，可表示為
(1)
式中，W為外力功率，(kN·m)/s;γ為土體容重，kN/m3；r0為破壞模式初始旋轉(zhuǎn)半徑，m;ω為破壞模式的旋轉(zhuǎn)角速度，rad/s；kv、kh分別為豎向和水平向地震荷載系數(shù)，對(duì)于不考慮地震荷載影響的參數(shù)分析，取kv=kh=0;F1、F2分別為計(jì)算豎直方向和水平方向外力功率表達(dá)式的一部分，通過(guò)圖1所示破壞機(jī)制的幾何關(guān)系計(jì)算獲得，F(xiàn)1=f1-f2-f3-f4-f5，F(xiàn)2=f6-f7-f8-f9-f10,其中，f1～f10均為無(wú)量綱量，為關(guān)于(θh，θ0)的函數(shù)，具體推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)[11]。
2.1.2 內(nèi)能耗散功率
內(nèi)能耗散功率由發(fā)生在滑動(dòng)面上的能量耗散Dc、主動(dòng)土壓力功率Da和擋土墻與墻后土體粘附力功率Df組成。
滑動(dòng)面上的耗散功率為
(2)
式中,c為土體黏聚力，kPa；V為滑動(dòng)面上某一點(diǎn)的線速度，m/s；φ為土體內(nèi)摩擦角，(°);r為破壞機(jī)制的旋轉(zhuǎn)半徑,m。
主動(dòng)土壓力功率為
(3)
式中，f12為無(wú)量綱量，具體推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)[11]。
擋土墻與墻后土體粘附力功率為
(4)
式中，f13為無(wú)量綱量，具體推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)[11]。
2.2 被動(dòng)破壞
對(duì)于被動(dòng)破壞，除被動(dòng)土壓力提供的能量耗散之外，其外力功率和發(fā)生在邊坡滑動(dòng)面上以及擋土墻與墻后土體粘附力提供的內(nèi)能耗散功率表達(dá)式與主動(dòng)破壞相同。被動(dòng)土壓力提供的能量耗散功率為
(5)
式中，f14為無(wú)量綱量，具體推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)[11]。
3 土壓力系數(shù)顯示解和目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化
3.1 土壓力系數(shù)顯式解
根據(jù)極限分析上限法，主動(dòng)和被動(dòng)土壓力作用下的邊坡穩(wěn)定極限能量平衡方程為
(6)
(7)
將各式帶入到能量平衡方程中，得到主、被動(dòng)土壓力系數(shù)分別為
(8)
(9)
式中，f11～f14為無(wú)量綱量，具體推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)[11]。
3.2 目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化
根據(jù)式(8)和式(9)獲得的主、被動(dòng)土壓力系數(shù)顯式解，通過(guò)參數(shù)優(yōu)化，即可獲得目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)解。借助MATLAB軟件，采用窮舉法，取旋轉(zhuǎn)破壞的初始旋轉(zhuǎn)角θ0和終止旋轉(zhuǎn)角θh為自變量，根據(jù)圖1中的幾何關(guān)系，求解每組自變量條件下的目標(biāo)函數(shù)解答，通過(guò)比較獲得最優(yōu)解。優(yōu)化過(guò)程的約束條件為
(10)
其中，主動(dòng)破壞時(shí)，β1≥π/2;被動(dòng)破壞時(shí),β1≤π/2。
4 土壓力系數(shù)上限分析
對(duì)考慮水平和豎向地震荷載的擋土墻加固邊坡的主、被動(dòng)土壓力系數(shù)進(jìn)行參數(shù)分析，具體參數(shù)如圖2所示，其中，H為坡高；c為土體黏聚力；φ為土體內(nèi)摩擦角;β1、β2分別為上下坡角;α1為深度系數(shù);d為邊坡臺(tái)階寬度;Fs為邊坡設(shè)計(jì)安全系數(shù)。
圖2(a)和圖2(b)分別為擋土墻主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka和被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp在不同的豎向地震荷載系數(shù)kv作用下隨邊坡給定安全系數(shù)Fs改變而變化的規(guī)律，可見(jiàn)，不論主動(dòng)還是被動(dòng)土壓力系數(shù)，均隨給定安全系數(shù)的增大而增大，隨豎向地震荷載系數(shù)的增大而減小，不同的是，對(duì)于主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka，其隨給定安全系數(shù)的增大而增大的規(guī)律呈較強(qiáng)的非線性，隨豎向地震荷載系數(shù)改變的規(guī)律則呈線性，而被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp則恰恰相反，即其隨Fs的改變而變化的規(guī)律呈線性，隨kv的改變而變化的規(guī)律呈一定程度的非線性。
圖2 主動(dòng)和被動(dòng)土壓力系數(shù)在不同kv下的動(dòng)態(tài)參數(shù)分析
圖3(a)和圖3(b)分別為擋土墻主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka和被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp在不同的水平向地震荷載系數(shù)kh作用下隨邊坡給定安全系數(shù)Fs變化而變化的規(guī)律，可見(jiàn)，不論主動(dòng)還是被動(dòng)土壓力系數(shù)，均隨給定安全系數(shù)Fs和水平向地震荷載系數(shù)kh的增大而增大，主動(dòng)土壓力系數(shù)ka隨Fs增大而增加的趨勢(shì)呈非線性，隨kh的增大而改變的規(guī)律呈線性；對(duì)于被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp，其隨Fs和kh的改變而變化的規(guī)律均呈線性，但是隨著kh的增大，這種線性趨勢(shì)逐漸減弱，并出現(xiàn)不明顯的非線性趨勢(shì)。
圖3 主動(dòng)和被動(dòng)土壓力系數(shù)在不同kh下的動(dòng)態(tài)參數(shù)分析
圖4(a)和圖4(b)為擋土墻主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka和被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp在不同的邊坡高度H下隨邊坡給定安全系數(shù)Fs變化而變化的規(guī)律，可見(jiàn)，主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka隨Fs的增大而呈現(xiàn)速率不斷提升的非線性增大趨勢(shì)，對(duì)于給定的Fs，隨H的增大而減小的速率逐漸降低；被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp隨Fs的變化而增減的趨勢(shì)為線性，對(duì)于給定的Fs，隨H增大而減小的速率不斷降低。
圖4 主動(dòng)和被動(dòng)土壓力系數(shù)在不同邊坡高度H下的動(dòng)態(tài)參數(shù)分析
5 結(jié) 論
(1)主動(dòng)和被動(dòng)土壓力系數(shù)均隨豎向地震荷載系數(shù)的增大而減小，隨水平向地震荷載系數(shù)的增大而增大，另外，主動(dòng)土壓力系數(shù)隨邊坡高度H的增大而增大，但同樣條件下被動(dòng)土壓力系數(shù)呈現(xiàn)的規(guī)律恰恰相反，其隨H的增大而減小。
(2)被動(dòng)土壓力系數(shù)在不同的橫向、豎向地震荷載和邊坡高度的情況下隨邊坡設(shè)計(jì)安全系數(shù)的變化而變化的規(guī)律接近線性，而主動(dòng)土壓力系數(shù)在同樣條件下的變化規(guī)律則呈現(xiàn)為明顯的非線性。
(3)在邊坡高度逐漸增大的過(guò)程中，邊坡主動(dòng)土壓力系數(shù)的逐漸增大，而被動(dòng)土壓力系數(shù)逐漸減小。
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Study of Soil Pressure Upper Limit of Slope Reinforcement of Retaining Wall Under the Action of Earthquake Load
Wang Pengfu Yin Zuchao
(Changjiang Institute of Survey, Planning, Design and Research Co., Ltd.)
Aiming at the soil slope engineering, the seismic stability of the slope reinforcement of retaining wall under the action of horizontal and vertical earthquake loads is studied. The energy limit states equation of slope stability is obtained based on limit analysis method and the rotary slope failure mode under the active earth pressure and passive earth pressure. The optimal program is wrote by using MATLAB software, the optimal upper limit of active earth pressure coefficient and passive earth pressure coefficient are obtained, besides that, the influence of parameters to earth pressure coefficient is analyzed. The results show that the influence of horizontal and vertical earthquake load coefficient and slope height to active earth pressure coefficient and passive earth pressure coefficient are significant, but the laws is different with each other, that is to say, the change law of the passive earth pressure coefficient is close to linear under the influence of parameters, the change law of the active earth pressure coefficient is shown relatively obvious nonlinear under the influence of parameters.
Slope instability, Earthquake load, Active earth pressure coefficient, Passive earth pressure coefficient
2016-10-11)
汪鵬福(1989—),男,助理工程師,碩士,430010 湖北省武漢市解放大道1863號(hào)。
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邊坡失穩(wěn) 地震荷載 主動(dòng)土壓力系數(shù) 被動(dòng)土壓力系數(shù)
道路和鐵道工程邊坡在地震荷載的作用下常有發(fā)生滑塌失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)工程安全性和使用功能構(gòu)成較大威脅[1-3]。擋土墻是廣泛應(yīng)用于各類(lèi)公路、鐵路及基坑等工程中的支擋構(gòu)筑物，其主要功能是作為邊坡巖土體的支撐，防止地震荷載等不利外界因素作用下導(dǎo)致邊坡滑塌失穩(wěn)。同時(shí)，邊坡?lián)跬翂σ嗥鸬椒€(wěn)定路堤等作用，可以有效減少道路路基等占地面積[4-6]。因此，分析擋土墻對(duì)道路、鐵路邊坡的加固效應(yīng)是十分必要的。 羅強(qiáng)等[7]采用擬靜力方法分析了地震效應(yīng)和坡頂超載作用對(duì)均質(zhì)土坡穩(wěn)定性的影響，認(rèn)為地震荷載等外界因素對(duì)邊坡計(jì)算安全系數(shù)和破壞范圍均有較大影響；AL-Homoud和Tahtamoni[8]進(jìn)行了邊坡土體強(qiáng)度參數(shù)和地震荷載隨機(jī)性的邊坡三維穩(wěn)定性分析；鄧龍勝[9]針對(duì)于陜北地區(qū)常見(jiàn)的軟弱黃土邊坡進(jìn)行了動(dòng)荷載作用下的邊坡穩(wěn)定性響應(yīng)研究；趙濤[10]則借助力學(xué)方法將公路高邊坡的破壞模式進(jìn)行歸類(lèi)，分別分析了各類(lèi)破壞模式下的邊坡抗震穩(wěn)定性。本文采用極限分析上限法對(duì)橫向和縱向地震荷載條件下的邊坡主、被動(dòng)土壓力進(jìn)行分析，通過(guò)獲得的邊坡穩(wěn)定極限狀態(tài)方程及MATALB軟件進(jìn)行邊坡主、被動(dòng)土壓力的優(yōu)化分析，并研究不同參數(shù)條件下各參數(shù)對(duì)邊坡土壓力系數(shù)的影響規(guī)律。
1 擋土墻加固邊坡破壞模式
主動(dòng)及被動(dòng)土壓力作用的擋土墻加固邊坡破壞模式見(jiàn)圖1。O為旋轉(zhuǎn)中心，H為邊坡高度；α1和α2為邊坡高度系數(shù)(α1+α2=1);θ0和θh分別為旋轉(zhuǎn)破壞模式的初始旋轉(zhuǎn)角和終止旋轉(zhuǎn)角;r0、rh分別為對(duì)應(yīng)的初始和終止旋轉(zhuǎn)半徑；β1和β2為邊坡上下坡角;Pf為擋土墻與墻后土體粘附力;Pa和Pp分別為主、被動(dòng)土壓力。
圖1 擋土墻加固邊坡的破壞模式
2 能量計(jì)算
2.1 主動(dòng)破壞
2.1.1 外力功率
外力功率W由滑動(dòng)土體重力功率和水平、豎向地震荷載功率組成，根據(jù)圖1中破壞模式的幾何關(guān)系，可表示為
(1)
式中，W為外力功率，(kN·m)/s;γ為土體容重，kN/m3；r0為破壞模式初始旋轉(zhuǎn)半徑，m;ω為破壞模式的旋轉(zhuǎn)角速度，rad/s；kv、kh分別為豎向和水平向地震荷載系數(shù)，對(duì)于不考慮地震荷載影響的參數(shù)分析，取kv=kh=0;F1、F2分別為計(jì)算豎直方向和水平方向外力功率表達(dá)式的一部分，通過(guò)圖1所示破壞機(jī)制的幾何關(guān)系計(jì)算獲得，F(xiàn)1=f1-f2-f3-f4-f5，F(xiàn)2=f6-f7-f8-f9-f10,其中，f1～f10均為無(wú)量綱量，為關(guān)于(θh，θ0)的函數(shù)，具體推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)[11]。
2.1.2 內(nèi)能耗散功率
內(nèi)能耗散功率由發(fā)生在滑動(dòng)面上的能量耗散Dc、主動(dòng)土壓力功率Da和擋土墻與墻后土體粘附力功率Df組成。
滑動(dòng)面上的耗散功率為
(2)
式中,c為土體黏聚力，kPa；V為滑動(dòng)面上某一點(diǎn)的線速度，m/s；φ為土體內(nèi)摩擦角，(°);r為破壞機(jī)制的旋轉(zhuǎn)半徑,m。
主動(dòng)土壓力功率為
(3)
式中，f12為無(wú)量綱量，具體推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)[11]。
擋土墻與墻后土體粘附力功率為
(4)
式中，f13為無(wú)量綱量，具體推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)[11]。
2.2 被動(dòng)破壞
對(duì)于被動(dòng)破壞，除被動(dòng)土壓力提供的能量耗散之外，其外力功率和發(fā)生在邊坡滑動(dòng)面上以及擋土墻與墻后土體粘附力提供的內(nèi)能耗散功率表達(dá)式與主動(dòng)破壞相同。被動(dòng)土壓力提供的能量耗散功率為
(5)
式中，f14為無(wú)量綱量，具體推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)[11]。
3 土壓力系數(shù)顯示解和目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化
3.1 土壓力系數(shù)顯式解
根據(jù)極限分析上限法，主動(dòng)和被動(dòng)土壓力作用下的邊坡穩(wěn)定極限能量平衡方程為
(6)
(7)
將各式帶入到能量平衡方程中，得到主、被動(dòng)土壓力系數(shù)分別為
(8)
(9)
式中，f11～f14為無(wú)量綱量，具體推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)[11]。
3.2 目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化
根據(jù)式(8)和式(9)獲得的主、被動(dòng)土壓力系數(shù)顯式解，通過(guò)參數(shù)優(yōu)化，即可獲得目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)解。借助MATLAB軟件，采用窮舉法，取旋轉(zhuǎn)破壞的初始旋轉(zhuǎn)角θ0和終止旋轉(zhuǎn)角θh為自變量，根據(jù)圖1中的幾何關(guān)系，求解每組自變量條件下的目標(biāo)函數(shù)解答，通過(guò)比較獲得最優(yōu)解。優(yōu)化過(guò)程的約束條件為
(10)
其中，主動(dòng)破壞時(shí)，β1≥π/2;被動(dòng)破壞時(shí),β1≤π/2。
4 土壓力系數(shù)上限分析
對(duì)考慮水平和豎向地震荷載的擋土墻加固邊坡的主、被動(dòng)土壓力系數(shù)進(jìn)行參數(shù)分析，具體參數(shù)如圖2所示，其中，H為坡高；c為土體黏聚力；φ為土體內(nèi)摩擦角;β1、β2分別為上下坡角;α1為深度系數(shù);d為邊坡臺(tái)階寬度;Fs為邊坡設(shè)計(jì)安全系數(shù)。
圖2(a)和圖2(b)分別為擋土墻主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka和被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp在不同的豎向地震荷載系數(shù)kv作用下隨邊坡給定安全系數(shù)Fs改變而變化的規(guī)律，可見(jiàn)，不論主動(dòng)還是被動(dòng)土壓力系數(shù)，均隨給定安全系數(shù)的增大而增大，隨豎向地震荷載系數(shù)的增大而減小，不同的是，對(duì)于主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka，其隨給定安全系數(shù)的增大而增大的規(guī)律呈較強(qiáng)的非線性，隨豎向地震荷載系數(shù)改變的規(guī)律則呈線性，而被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp則恰恰相反，即其隨Fs的改變而變化的規(guī)律呈線性，隨kv的改變而變化的規(guī)律呈一定程度的非線性。
圖2 主動(dòng)和被動(dòng)土壓力系數(shù)在不同kv下的動(dòng)態(tài)參數(shù)分析
圖3(a)和圖3(b)分別為擋土墻主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka和被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp在不同的水平向地震荷載系數(shù)kh作用下隨邊坡給定安全系數(shù)Fs變化而變化的規(guī)律，可見(jiàn)，不論主動(dòng)還是被動(dòng)土壓力系數(shù)，均隨給定安全系數(shù)Fs和水平向地震荷載系數(shù)kh的增大而增大，主動(dòng)土壓力系數(shù)ka隨Fs增大而增加的趨勢(shì)呈非線性，隨kh的增大而改變的規(guī)律呈線性；對(duì)于被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp，其隨Fs和kh的改變而變化的規(guī)律均呈線性，但是隨著kh的增大，這種線性趨勢(shì)逐漸減弱，并出現(xiàn)不明顯的非線性趨勢(shì)。
圖3 主動(dòng)和被動(dòng)土壓力系數(shù)在不同kh下的動(dòng)態(tài)參數(shù)分析
圖4(a)和圖4(b)為擋土墻主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka和被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp在不同的邊坡高度H下隨邊坡給定安全系數(shù)Fs變化而變化的規(guī)律，可見(jiàn)，主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka隨Fs的增大而呈現(xiàn)速率不斷提升的非線性增大趨勢(shì)，對(duì)于給定的Fs，隨H的增大而減小的速率逐漸降低；被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp隨Fs的變化而增減的趨勢(shì)為線性，對(duì)于給定的Fs，隨H增大而減小的速率不斷降低。
圖4 主動(dòng)和被動(dòng)土壓力系數(shù)在不同邊坡高度H下的動(dòng)態(tài)參數(shù)分析
5 結(jié) 論
(1)主動(dòng)和被動(dòng)土壓力系數(shù)均隨豎向地震荷載系數(shù)的增大而減小，隨水平向地震荷載系數(shù)的增大而增大，另外，主動(dòng)土壓力系數(shù)隨邊坡高度H的增大而增大，但同樣條件下被動(dòng)土壓力系數(shù)呈現(xiàn)的規(guī)律恰恰相反，其隨H的增大而減小。
(2)被動(dòng)土壓力系數(shù)在不同的橫向、豎向地震荷載和邊坡高度的情況下隨邊坡設(shè)計(jì)安全系數(shù)的變化而變化的規(guī)律接近線性，而主動(dòng)土壓力系數(shù)在同樣條件下的變化規(guī)律則呈現(xiàn)為明顯的非線性。
(3)在邊坡高度逐漸增大的過(guò)程中，邊坡主動(dòng)土壓力系數(shù)的逐漸增大，而被動(dòng)土壓力系數(shù)逐漸減小。
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Study of Soil Pressure Upper Limit of Slope Reinforcement of Retaining Wall Under the Action of Earthquake Load
Wang Pengfu Yin Zuchao
(Changjiang Institute of Survey, Planning, Design and Research Co., Ltd.)
Aiming at the soil slope engineering, the seismic stability of the slope reinforcement of retaining wall under the action of horizontal and vertical earthquake loads is studied. The energy limit states equation of slope stability is obtained based on limit analysis method and the rotary slope failure mode under the active earth pressure and passive earth pressure. The optimal program is wrote by using MATLAB software, the optimal upper limit of active earth pressure coefficient and passive earth pressure coefficient are obtained, besides that, the influence of parameters to earth pressure coefficient is analyzed. The results show that the influence of horizontal and vertical earthquake load coefficient and slope height to active earth pressure coefficient and passive earth pressure coefficient are significant, but the laws is different with each other, that is to say, the change law of the passive earth pressure coefficient is close to linear under the influence of parameters, the change law of the active earth pressure coefficient is shown relatively obvious nonlinear under the influence of parameters.
Slope instability, Earthquake load, Active earth pressure coefficient, Passive earth pressure coefficient
2016-10-11)
汪鵬福(1989—),男,助理工程師,碩士,430010 湖北省武漢市解放大道1863號(hào)。
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