[发明专利]一种基于位移模式修正的土压力计算方法

说明书

本发明涉及一种基于位移模式修正的土压力计算方法，该方法主要是针对经典土压力理论的不足，提供了一种考虑支护结构或挡墙位移的土压力计算方法，包括以下步骤：确定基坑围护或挡墙的剖面参数以及土体物理力学参数；确定支护结构或挡墙的位移模式；假设土压力系数与土体位移呈线性关系，获得距离地面z处的主动土压力公式与被动土压力计算式；分别对基坑围护结构或挡墙的内外侧土压力进行计算，绘制土压力简图。采用本发明提供的基于位移模式修正的土压力计算方法，可以考虑土体位移对土压力的影响，更为精确、合理地计算土压力的大小，并且公式简单实用，可以便捷地运用于工程计算，排除工程上潜在的风险，具有很好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及土建工程技术领域，特别是涉及一种基于位移模式修正的土压力计算方法。

背景技术

目前，在基坑支护工程的设计计算中，支护结构(也称基坑围护)或者挡墙上的土压力常规地一般采用经典土压力理论进行计算，但经典土压力理论无法考虑位移对土压力的影响。

经典土压力法在进行支护结构上土压力的计算时假定支护结构前后的土体均达到极限平衡状态，导致计算得到的土压力均为线性分布，主动土压力偏小，被动土压力偏大，与实际工程的非线性土压力分布有明显的差距。实际工程中支护结构的容许位移通常较小，支护结构前后的土体大多将处于非极限状态，土压力的大小与支护结构的位移关系密切。

综上所述，建立基于位移模式修正的土压力计算方法，获得与实际情况接近的土压力计算结果，是亟待解决的工程技术问题。

发明内容

本发明的目的是，针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于位移模式修正的土压力计算方法。

为此，本发明的技术方案如下：

一种基于位移模式修正的土压力计算方法，包括以下步骤：

S1：确定基坑围护或挡墙的剖面参数以及土体物理力学参数；

所述基坑围护或挡墙的剖面参数包括基坑的开挖深度h；所述土体物理力学参数包括土的容重γ，内摩擦角基坑围护或挡墙与土体的外摩擦角δ；

S2：确定基坑围护或挡墙的位移模式；

S3：假设土压力系数与土体位移呈线性关系，可获得距离地面z处对应任一土体位移的主动土压力计算式为：

式中：s为基坑围护或挡墙高度范围内任一处的土体位移；

s_a为土体达到主动土压力时的位移，s_a取0.001～0.005L；

L为基坑围护或挡墙度；

K_a为库伦土压力理论侧向主动土压力系数：

K₀为静止土压力系数：

S4：假设土压力系数与土体位移呈线性关系，可获得距离地面z处对应任一土体位移的被动土压力计算式为：

式中：s_p为土体达到被动土压力时的位移，对基坑围护s_p取0.01～0.05(L-h)，对挡墙s_p取0.01～0.05h；；

K’_p为考虑土压力非线性分布的修正被动极限土压力系数：

K′_p＝-2K₀+3K_p；

K_p为库伦土压力理论侧向被动土压力系数：