水利工程論文-關(guān)于地震主動動土壓力計算公式探討.doc

水利工程論文-關(guān)于地震主動動土壓力計算公式探討摘要：水工建筑物地震主動動土壓力計算較為復(fù)雜，在現(xiàn)行水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范中提供的計算公式存在一定缺陷。通過大量計算分析及驗證，對現(xiàn)行規(guī)范計算公式提出了改進意見，供大家借鑒。關(guān)鍵詞：地震主動動土壓力抗震規(guī)范1前言水工建筑物地震動土壓力計算問題十分復(fù)雜，國內(nèi)外目前大多采用在靜土壓力的計算式中，增加對滑動土楔的水平向和豎向地震作用，以此近似估算主動動土壓力值。鑒于近似計算的滑動平面假定，在計算被動土壓力時與實際情況差得很遠，使結(jié)果不合理。因此，規(guī)范規(guī)定，地震被動動土壓力計算應(yīng)結(jié)合工程經(jīng)驗作專門研究。本文只針對主動動土壓力計算公式進行分析。利用水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范（SL203-97）中給出的計算公式進行地震主動土壓力計算時發(fā)現(xiàn)，計算的結(jié)果與原規(guī)范偏差很大。有的文獻曾經(jīng)分析過其中的取值，但不全面，現(xiàn)對公式中的某些數(shù)學符號進行比較分析，供大家借鑒。2算例為便于分析，現(xiàn)舉一實例進行分析。某懸臂式擋土墻，墻后填土高度4.13m，填土表面單位長度的荷重為0KN/m，擋土墻面與垂直面夾角為0，填土表面和水平面夾角為0，土的重度的標準值取18.0kN/m3，土的內(nèi)摩擦角為30，擋土墻面與土之間的摩擦角取三分之一土的內(nèi)摩擦角，即10。3計算公式水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范（SL203-97）中給出的地震主動動土壓力計算公式如下，其中Ce應(yīng)取公式中按“”、“”號計算結(jié)果中的大值。式中FE地震主動動土壓力代表值（kN/m）；q0土表面單位長度的荷重；1擋土墻面與垂直面夾角；2土表面和水平面夾角；H土的高度；g土的重度的標準值；j土的內(nèi)摩擦角；qe地震系數(shù)角；d擋土墻面與土之間的摩擦角；z計算系數(shù)，擬靜力法計算地震作用效應(yīng)時一般取0.25，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)取0.35，本計算取z=0.35；ah水平向設(shè)計地震加速度代表值，地震烈度度為0.1g，度為0.2g；av豎向設(shè)計地震加速度代表值，av=2ah/3；g重力加速度，9.8m2/s。4計算成果分析41計算成果為便于對比分析，土的摩擦角分別取10、15、20、25、30、35、40、45，地震烈度分別取度和度，按照SL203-97和SDJ10-78(試行)兩套規(guī)范分別進行計算，計算結(jié)果見表1、表2。42成果分析從以上計算成果可以得出如下結(jié)論：1)97規(guī)范計算出的地震力是78規(guī)范計算值的數(shù)倍。2)隨著土的摩擦角的增大，78規(guī)范計算出的土壓力越來越小，97規(guī)范計算出的土壓力越來越大，受力趨勢不一致。3)地震烈度越大，97規(guī)范計算出的土壓力越小，這是不符和實際規(guī)律的。從以上統(tǒng)計分析可以看出，現(xiàn)行水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范（SL203-97）計算的地震主動土壓力的計算公式存在一定的不合理成份。從地震的作用效應(yīng)來看，地震豎向分量av有兩個方向，向上或向下，計算地震土壓力時應(yīng)分別計算，取其中的最大值為選用成果。至于原規(guī)范中規(guī)定的Ce應(yīng)取公式中按“”、“”號計算結(jié)果的大值沒有實際意義。43公式修正根據(jù)以上分析，修改計算公式如下（此公式已得到原規(guī)范主要起草人的答復(fù)）：修改后的計算成果見表3。從上表可以得出如下結(jié)論：1）修改后的公式新、舊規(guī)范計算結(jié)果相差不大，新規(guī)范比舊規(guī)范結(jié)果偏于安全。2）當e公式中取“