[发明专利]考虑邻接地下工程中隔土宽度的有限土体土压力获取方法

权利要求书

1.一种考虑邻接地下工程中隔土宽度的有限土体土压力获取方法，包括以下步骤：

确定基坑设计参数、地表荷载参数、岩土体的物理力学参数；

确定初始的滑裂面倾角；

获取土体的重力做功功率、地面载荷做功功率、耗散能损失做功功率以及压力做功功率；

建立能耗平衡的关系式，获取土压力合力值和临界破坏角；

获取临界深度，得到沿深度的土压力分布情况；

所述基坑设计参数，包括，中隔土的宽度和基坑深度；所述地表荷载参数，为地面材料和车辆引起的超载情况；所述岩土体的物理力学参数，包括，土体的平均重度、粘聚力和内摩擦角；

所述确定初始的滑裂面倾角的步骤，还包括，将所述滑裂面倾角初始计算取值确定为45°，在主动情况下，所述滑裂面倾角在45°-90°变化；在被动情况下，所述滑裂面倾角在0°-45°变化；

所述获取土体的重力做功功率的步骤，还包括，

主动情况下：

被动情况下：

其中，W_G为土体的重力做功功率，γ为土体的平均重度，S为中隔土的宽度，H为基坑深度，v为土体滑裂体重量的沿虚速度，θ为滑裂面倾角，为内摩擦角；

所述获取地面载荷做功功率的步骤，还包括，

主动情况下：

其中，W_Q为地面载荷功率，q为地面材料和车辆引起的超载情况，S为中隔土的宽度，v为中隔土地面堆载在土体失效滑裂时的沿虚速度，θ为滑裂面倾角，为内摩擦角；

被动情况下：

W_Q＝0；

所述获取耗散能损失做功功率的步骤，还包括，

其中，N为耗散能损失做功功率，S为中隔土的宽度，θ为滑裂面倾角，为内摩擦角，c为粘聚力，v为中隔土地面堆载在土体失效滑裂时的沿虚速度，H为基坑深度；

所述获取压力做功功率的步骤，还包括，

主动情况下，获取土压力做功功率W_Ea：

被动情况下，获取土压力做功功率W_Ep：

其中，v为中隔土地面堆载在土体失效滑裂时的沿虚速度，θ为滑裂面倾角，为内摩擦角，E_a为主动情况下土压力合力值，E_p为被动情况下土压力合力值；

所述建立能耗平衡的关系式的步骤，还包括，

主动情况下，能耗平衡的关系式为：

W_G+W_Q+W_Ea-N＝0；

被动情况下，能耗平衡的关系式为：

W_G+W_Q+W_Ep-N＝0；

其中，W_G为土体的重力做功功率，W_Q为地面载荷功率，W_Ea为主动情况下土压力做功功率，W_Ep为被动情况下土压力做功功率，N为耗散能损失做功功率；

所述获取土压力合力值的步骤，还包括，

主动情况下，土压力合力值E_a的计算公式如下：

被动情况下，土压力合力值E_p的计算公式如下：

其中，γ为土体的平均重度，S为中隔土的宽度，H为基坑深度，θ滑裂面倾角，为内摩擦角，c为粘聚力，q为地面材料和车辆引起的超载情况；

所述获取临界破坏角的步骤，还包括，

逐渐增加滑裂面倾角，计算土压力合力值，将土压力合力值的最大值作为主动情况下临界破坏角；

逐渐减小滑裂面倾角，计算土压力合力值，将土压力合力值的最小值作为被动情况下临界破坏角；

所述获取临界深度的步骤，还包括，

主动情况下，临界深度H_cr,1的计算公式如下：

其中，S为中隔土的宽度，θ_cr,a为主动情况下临界破坏角；

被动情况下，临界深度H_cr,2的计算公式如下：

其中，S为中隔土的宽度，θ_cr,p为被动情况下临界破坏角；

所述得到沿深度的土压力分布情况的步骤，还包括，

在基坑深度小于被动情况下的临界深度时，

主动情况下，沿深度的土压力分布e_a为：

被动情况下，沿深度的土压力分布e_p为：

其中，γ为土体的平均重度，H为基坑深度，h为计算点的深度，q为地面材料和车辆引起的超载情况，θ为滑裂面倾角，为内摩擦角，c为粘聚力，S为中隔土的宽度，θ_cr,a为主动情况下临界破坏角,θ_cr,p为被动情况下临界破坏角；

所述得到沿深度的土压力分布情况的步骤，还包括，

在基坑深度小于主动情况下的临界深度且被动情况下的临界深度时，

主动情况下，沿深度的土压力分布e_a为：

被动情况下，沿深度的土压力分布e_p为：

其中，θ_p采用线性插值计算：

其中，γ为土体的平均重度，H为基坑深度，h为计算点的深度，q为地面材料和车辆引起的超载情况，θ为滑裂面倾角，为内摩擦角，c为粘聚力，S为中隔土的宽度，θ_cr,a为主动情况下临界破坏角,θ_cr,p为被动情况下临界破坏角；

所述得到沿深度的土压力分布情况的步骤，还包括，

在基坑深度大于主动情况下临界深度时，

主动情况下，沿深度的土压力分布e_a为：

其中，θ_a采用线性插值计算：

被动情况下，沿深度的土压力分布e_p为：

其中，θ_p采用线性插值计算：

其中，γ为土体的平均重度，H为基坑深度，h为计算点的深度，q为地面材料和车辆引起的超载情况，θ为滑裂面倾角，为内摩擦角，c为粘聚力，S为中隔土的宽度，θ_cr,a为主动情况下临界破坏角,θ_cr,p为被动情况下临界破坏角。