[发明专利]一种考虑粒径尺寸效应的岩堆主动土压力作用点修正方法

权利要求书

1.一种考虑粒径尺寸效应的岩堆主动土压力作用点修正方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一：定义相对粒径ψ为土体最大颗粒直径与挡墙高度的比，采用离散元程序PFC^2D建立细粒土数值模型，离散元程序PFC^2D模拟细粒土时采用相对粒径ψ≤1:40的颗粒来模拟，模型建立完成后计算主动土压力E_ah和作用点高度h，并与库伦主动土压力的计算结果进行比较以验证离散元程序PFC^2D计算主动土压力的可靠性；

步骤二：通过离散元程序PFC^2D建立至少5个不同相对粒径的岩堆数值模型，且这至少5个不同相对粒径在1:40≤ψ≤1:5之间，模型建立完成后计算不同相对粒径下岩堆的主动土压力作用点相对高度h/H，并得到岩堆主动土压力作用点相对高度h/H随着相对粒径ψ的变化曲线；

步骤三：根据步骤二得到的变化曲线，得到岩堆主动土压力作用点修正公式如下：

h＝αH/3

式中：H为挡墙高度，α为主动土压力作用点高度的修正系数，h为作用点高度；

步骤四：根据步骤三得到的岩堆主动土压力作用点修正公式，进行岩堆的主动土压力作用点高度计算。

2.根据权利要求1所述的一种考虑粒径尺寸效应的岩堆主动土压力作用点修正方法，其特征在于：步骤一中的主动土压力E_ah，指每延米作用在挡墙上的主动土压力合力的水平分量。

3.根据权利要求1所述的一种考虑粒径尺寸效应的岩堆主动土压力作用点修正方法，其特征在于：步骤二计算岩堆主动土压力作用点相对高度h/H，每个相对粒径至少取6个随机试样，将计算得到的平均值作为岩堆主动土压力作用点相对高度h/H的值。

4.根据权利要求1所述的一种考虑粒径尺寸效应的岩堆主动土压力作用点修正方法，其特征在于：步骤三中α的平均值标准差σ_α与相对粒径ψ存在如下关系：

σ_α＝1.05ψ，0≤ψ≤0.2

基于上述规律，得到α的计算公式：

α＝1+(3.92+0.591β)ψ，0≤ψ≤0.2，其中β为可靠性指标。

5.根据权利要求1所述的一种考虑粒径尺寸效应的岩堆主动土压力作用点修正方法，其特征在于：步骤三中β的取值为：安全等级为一级的结构取3.7，二级取3.2，三级取2.7。

6.根据权利要求1所述的一种考虑粒径尺寸效应的岩堆主动土压力作用点修正方法，其特征在于：PFC^2D建立的颗粒均为无粘性颗粒，挡墙在PFC^2D数值模型中被简化为一个竖直边界，PFC^2D计算主动土压力判断标准是通过试算，确定挡墙平移速率为10^-3m/s，认为当土压力随墙体位移增加而不再变化时，墙后土体达到主动极限平衡状态。