[发明专利]一种基于挡墙抗倾覆性能的卸荷平台设计方法

权利要求书

1.一种基于挡墙抗倾覆性能的卸荷平台设计方法，其特征在于，将卸荷平台挑出长度作为未知数，分别计算卸荷平台卸载掉的倾覆力矩和卸荷平台上部土重提供的抗倾覆力矩，通过第一力矩平衡求解出卸荷平台挑出长度；之后将卸荷平台与挡墙接触面长度作为未知数，分别计算卸荷平台上部土重和侧面土压力提供的力矩，通过第二力矩平衡计算出卸荷平台与挡墙接触面长度。

2.根据权利要求1所述的基于挡墙抗倾覆性能的卸荷平台设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过试验获得填土重度γ和内摩擦角计算未设置卸荷平台时挡墙的剩余倾覆力矩M；

将卸荷平台设计为直角梯形，直角梯形上底与下底沿竖直方向，其中上底与填土接触，上底长度为卸荷平台厚度h₁；直角梯形下底与挡墙接触，下底长度为卸荷平台与挡墙接触面长度h；垂直于底边的腰在上，长度为卸荷平台挑出长度l；其中l和h为待确定的未知数；

确定卸荷平台在挡墙背面设置的位置，卸荷平台与墙顶的竖直距离为z；

建立基于挡墙墙趾的第一力矩平衡关系式，得到平衡式(7)：

式(7)中，K_a为主动土压力系数，H为挡墙高度，B为挡墙墙底宽度；

通过迭代方式求解式(7)，求解得到卸荷平台挑出长度l；

建立基于直角梯形底边中点的第二力矩平衡关系式，得到平衡式(11)：

式(11)中，[σ_拉]为卸荷平台材料容许抗拉强度值；

通过迭代方式求解式(11)，求解得到h；当计算得到的hh₁时，取h＝h₁；最后求得卸荷平台与挡墙接触面长度h。

3.根据权利要求2所述的基于挡墙抗倾覆性能的卸荷平台设计方法，其特征在于，所述建立基于挡墙墙趾的第一力矩平衡关系式，得到平衡式(7)，过程如下：

计算卸荷平台卸载掉的主动土压力合力ΔE_a1，计算公式如式(1)所示：

ΔE_a1到挡墙墙趾的力臂l₁如式(2)所示：

计算卸荷平台卸载掉的倾覆力矩M₁，计算公式如式(3)所示：

计算卸荷平台本身承受的上部土压力重力W，公式如式(4)所示：

W＝γ(z-h₁)l (4)

W到挡墙墙趾的力矩M₂如式(5)所示：

建立挡墙墙趾的力矩平衡关系式(6)：

M-M₁＝M₂ (6)

将公式(3)和公式(5)带入公式(6)得到未知数l的计算公式(7)。

4.根据权利要求2或3所述的基于挡墙抗倾覆性能的卸荷平台设计方法，其特征在于，所述建立基于直角梯形底边中点的第二力矩平衡关系式，得到平衡式(11)，过程如下：

作为卸荷平台的直角梯形，计算上底所受土压力合力E_a上底，公式如式(8)所示：

E_a上底到直角梯形底边中点的力臂l_上底如式(9)所示：

建立直角梯形底边中点的力矩平衡关系式(10)：

将式(4)、式(8)和式(9)带入式(10)得到未知数h的计算公式(11)。

5.根据权利要求2或3所述的基于挡墙抗倾覆性能的卸荷平台设计方法，其特征在于，卸荷平台厚度h₁取值范围为10-50cm。