[发明专利]一种遮帘式板桩码头前墙陆侧水平土压力荷载计算方法

权利要求书

1.一种遮帘式板桩码头前墙陆侧水平土压力荷载计算方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1，根据遮帘式板桩码头中前墙与遮帘桩相对水平位移的特点，将前墙和遮帘桩之间的土体从顶自底分成四个部分；

步骤2，取各部份土体的微单元，分别进行竖向和水平方向力学分析，建立平衡方程；

步骤3，利用边界条件和应力连续条件，求解平衡方程获得遮帘式板桩码头前墙陆侧水平土压力荷载；

步骤1中将前墙和遮帘桩之间的土体从顶自底分成四个部分，具体如下：

第一部分为前墙顶至前墙和遮帘桩相对水平位移最大值位置，即0≤y＜h₁，其中，h₁为前墙和遮帘桩相对水平位移最大值位置，y是以墙顶为坐标原点，沿墙高方向建立坐标系的坐标位置；

第二部分为前墙和遮帘桩相对水平位移最大值位置，即y＝h₁+Δy，其中，Δy为趋近于0的微增量；

第三部分为前墙和遮帘桩相对水平位移最大值位置至码头浚深开挖面，即h₁＜y≤h₂，其中，h₂为码头浚深开挖面；

第四部分为码头浚深开挖面往下直至前墙墙底，即h₂≤y≤H，其中，H为前墙高度；

步骤2中第一部分土体微单元的平衡方程为，

其中，p_y为土体微单元竖向土压力，B为前墙和遮帘桩之间的净距，K为水平土压力系数，δ为前墙与土体接触面摩擦角，为土体内摩擦角，γ是为土体重度；

第二部分土体微单元的平衡方程为，

其中，Δp_y为土体微单元竖向土压力微增量；

第三部分土体微单元的平衡方程为，

第四部分土体微单元的平衡方程为，

步骤3的具体过程为，

S1，根据边界条件，前墙顶面高程时y＝0，p_y＝q，得出第一部分土体微单元竖向土压力为，

其中，q为前墙顶面高程位置土体表面作用的荷载；

S2，根据应力连续条件，得出第二部分土体微单元顶层竖向土压力为，

第二部分土体微单元底层竖向土压力为，

其中，

S3，根据应力连续条件，得出第三部分土体微单元竖向土压力为，

其中，

S4，根据应力连续条件，得出第四部分土体微单元竖向土压力为，

S5，综合S1～S4，可得前墙陆侧不同高度的竖向土压力为，

S6，根据水平土压力和竖向土压力之间的关系p_1x＝Kp_y，得出前墙陆侧不同高度的水平土压力值，p_1x为作用于前墙陆侧的水平土压力。

2.根据权利要求1所述的一种遮帘式板桩码头前墙陆侧水平土压力荷载计算方法，其特征在于：前墙相对遮帘桩的水平位移最大值所在的高程为锚碇点高程和开挖泥面高程中间位置。

3.根据权利要求2所述的一种遮帘式板桩码头前墙陆侧水平土压力荷载计算方法，其特征在于：前墙和遮帘桩在锚碇点处水平位移差为零，前墙和遮帘桩在泥面处水平位移差为零。

4.根据权利要求1所述的一种遮帘式板桩码头前墙陆侧水平土压力荷载计算方法，其特征在于：开挖面高程以下遮帘桩的水平位移始终大于前墙，而且这个位移差在逐渐增大。