土釘支護(hù)零碎穩(wěn)定性數(shù)值研二

PAGEPAGE374.釘土相互作用分析目前在土釘支護(hù)設(shè)計(jì)和研究中，人們往往忽略掉釘土的相互作用。實(shí)際上，正是由于釘土間的相互作用而使土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)成為一個(gè)完整的支護(hù)體系，一方面土釘和土體一起組成復(fù)合土體，影響著土體的物理、力學(xué)性質(zhì)，從而影響著土體的強(qiáng)度、應(yīng)力場和應(yīng)變場；另一方面，土體的工程性質(zhì)也影響著土釘?shù)妮S力、剪阻力的大小、分布及抗彎剛度的發(fā)揮。由此可見，只有從釘土相互作用的角度來研究土釘支護(hù)的機(jī)理，才能較為準(zhǔn)確、真實(shí)地得出土釘支護(hù)理論的實(shí)質(zhì)，為工程設(shè)計(jì)提供正確的理論依據(jù)。文獻(xiàn)【23】認(rèn)為：“土坡經(jīng)過插筋補(bǔ)強(qiáng)后形成的復(fù)合土體有效地提高了整個(gè)土體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，改善了原有土體的抗拉、抗剪強(qiáng)度，顯著地提高了邊坡的穩(wěn)定性和承載力”，“復(fù)合土體的補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng)表現(xiàn)為骨架作用、分擔(dān)作用、應(yīng)力傳遞與擴(kuò)散作用以及坡面變形制約作用”。但是對(duì)于各種作用是如何起作用的，目前還不太清楚。本章將從釘土相互作用的角度出發(fā)，來研究復(fù)合土體的土拱效應(yīng)、土釘應(yīng)力傳遞規(guī)律、土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)土壓力問題以及基于釘土相互作用基礎(chǔ)之上的土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析理論和土釘支護(hù)設(shè)計(jì)方法。4.1土釘橫向抗剪作用自從Briddle在文獻(xiàn)【13】中引用了Schlosser的土釘橫向抗剪公式，發(fā)展了土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)條分法穩(wěn)定性計(jì)算后，RAJewell，MJPedley【14,15,20,22】等人對(duì)土釘?shù)目辜糇饔玫挠?jì)算提出了質(zhì)疑，揭開了對(duì)土釘?shù)臋M向抗彎問題和抗剪作用進(jìn)行大討論的序幕，至今還沒有定論。文獻(xiàn)【30,32】和文獻(xiàn)【6】(pp6-7)認(rèn)為土釘?shù)臋M向抗剪作用是相對(duì)明顯的，尤其在支護(hù)結(jié)構(gòu)滑裂破壞之前，其抗剪作用可達(dá)到總體抗力的15%以上，設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮；Briddle根據(jù)大型直切試驗(yàn)的觀測，得出加筋僅有抗彎作用，而無拉力作用的結(jié)論【56】。文獻(xiàn)【14,15,20】認(rèn)為土釘橫向抗剪作用是微小的，Schlosser的計(jì)算公式，將土釘橫向抗剪作用至少擴(kuò)大了10倍，為安全和計(jì)算方便其間，土釘?shù)臋M向抗剪作用應(yīng)于忽略。MJPedley【56】根據(jù)直剪試驗(yàn)觀測結(jié)果得出結(jié)論：加筋土的破壞首先表現(xiàn)為加筋的拔出破壞，其次是剪力的發(fā)揮作用，加筋的剪力與軸力相比量值很有限，他建議在土釘支護(hù)設(shè)計(jì)中應(yīng)僅考慮土釘拉力作用。德國的Gassler根據(jù)1976年的幾個(gè)1:1現(xiàn)場模型試驗(yàn)得出結(jié)論：“測量和分析表明，對(duì)于典型的直徑為20～28mm的土釘，剛度的作用處于第二位，對(duì)于臨時(shí)性支護(hù)應(yīng)僅考慮拉力作用?！盉uhan根據(jù)屈服設(shè)計(jì)理論得出結(jié)論，除了很大直徑的土釘外，由于土釘抗彎作用而產(chǎn)生的剪力作用是較小的【56】。目前對(duì)于土釘橫向抗力作用的研究主要有彈性分析法和塑性分析法，前者首先由Schlosser根據(jù)Timoshenko彈性梁來分析的；后者首先由Juran根據(jù)Hensen剛性樁橫向受載時(shí)的極限應(yīng)力進(jìn)行分析的。在討論土釘橫向抗力作用時(shí)，Jewell采用了兩種方法【14】，彈性分析方法和塑性分析方法，在彈性分析方法中，將土釘作為彈塑性體，將土體作為彈性介質(zhì)，根據(jù)土釘?shù)淖畲髲澗貋碛?jì)算土釘?shù)臉O限橫向抗剪力；在塑性分析方法中，將土釘作為彈塑性體，將土體作為剛塑性體，認(rèn)為當(dāng)土釘?shù)淖畲髲澗剡_(dá)到其塑性矩時(shí)，土釘?shù)闹ёo(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生滑裂破壞。顯然Jewell忽略掉下面的實(shí)際情況。1)：土體具有可塑性，因此，一般情況下，當(dāng)土釘?shù)淖畲髲澗剡_(dá)到塑性矩時(shí)，土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)不可能發(fā)生滑裂破壞，塑性鉸的形成與土體橫向壓力有關(guān)，支護(hù)結(jié)構(gòu)的滑裂只會(huì)出現(xiàn)土釘切割土體；2)：土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)沿滑裂面的失穩(wěn)往往表現(xiàn)為土釘切割土體的行為。Schlosser的分析方法【14,30,31】忽略掉了土釘軸向力對(duì)于橫向抗剪作用的影響作用，而軸向力的一個(gè)最大特點(diǎn)是減弱土釘?shù)乃苄跃?，在土釘極限抗拉狀態(tài)下，土釘不能承受剪應(yīng)力的作用【31】。綜上所述，只有考慮到土釘?shù)妮S向拉力及土體的橫向壓力對(duì)土釘橫向抗剪作用的影響才能客觀地得出土釘橫向抗力作用。由于Schlosser的研究從土釘和滑裂線交點(diǎn)處土釘?shù)氖芰顟B(tài)（該點(diǎn)處橫向剪力最大而彎矩為零）出發(fā)，忽略掉土釘與滑裂面交點(diǎn)處土釘?shù)臋M向抗剪作用，因此得出土釘橫向抗剪作用較大，設(shè)計(jì)計(jì)算中不容忽視的結(jié)論；而Jewell等人則從土釘最大力矩點(diǎn)處的受力狀態(tài)分析（該點(diǎn)處的剪力為零）分析出發(fā)，忽略掉土釘與滑裂面交點(diǎn)處的受力狀態(tài)，得出土釘橫向抗剪作用較小，設(shè)計(jì)計(jì)算中可以忽略的結(jié)論。由此可見他們都是研究了極端情況下的土釘橫向抗剪作用，并將所研究的極端點(diǎn)處的情況應(yīng)用于整個(gè)土釘傳遞長度，因此對(duì)土釘橫向抗剪作用得出不同結(jié)論。由于土釘?shù)臋M向抗剪作用在土釘傳遞長度范圍內(nèi)并不是均勻分布的，不能將極端點(diǎn)處的橫向抗剪作用的大小作為整個(gè)土釘傳遞長度的平均值，因此上述兩種方法都是欠妥的，正確的方法應(yīng)該是考慮到土釘傳遞長度范圍內(nèi)橫向抗剪力的分布規(guī)律，依此來計(jì)算土釘總的橫向抗力的大小，才能得到正確的分析結(jié)果。本文是在前人研究基礎(chǔ)上，在假設(shè)橫向抗力沿土釘傳遞長度范圍呈線性分布的前提下，研究土釘?shù)臋M向抗剪作用。4.2理論分析目前還沒有圓形截面桿體在復(fù)雜應(yīng)力作用下的破壞準(zhǔn)則，對(duì)于土釘在組合力系下的力學(xué)行為的研究，一般是借用矩形截面梁的理論來研究的【13,15,30,31】。Neal研究了矩形截面桿體相互作用，得出下面的關(guān)系式【30,31】：(4.1)式中，，，分別為桿體受拉、受剪和受彎強(qiáng)度；，，分別為桿體所受的拉應(yīng)力、剪應(yīng)力和彎矩。用上式研究具有圓形截面的土釘受力狀況，得到的是偏于安全的下限解【14,30】。4.2.1最大彎矩點(diǎn)處的橫向抗剪作用：由于土釘所受的最大軸向力與釘土間的摩阻力有關(guān)，因此確定土釘?shù)淖畲髲澗貞?yīng)根據(jù)土釘所受的拉力來計(jì)算。考慮到土釘最大彎矩處的剪力為零，因此式(4.1)此時(shí)可以寫成：(4.2)Mitchell和Villet利用彈性解【33】得出滑裂面兩側(cè)最大彎矩點(diǎn)距滑裂面的距離為：(4.3)上式中，為土釘?shù)臈钍夏Ａ?，為土釘?shù)拿娣e二階矩，為土體的地基反應(yīng)系數(shù)，為土釘?shù)闹睆健uran【12】利用彈性分析方法得出土釘最大彎矩及其距離滑裂面的位置的公式：(4.4)(4.5)個(gè)竟侵均增(4.鍵6)券以上各殘式中，筆為土釘抖傳遞長呀度，它榜表示土渾釘與土丸體相對(duì)丙剛度的睡特征。暈由哲(反4.3界)盆到珍(柏4.6院)船式便可晌以得到敲以桐表示的喚土釘最康大剪力礙與最大永彎矩的鈔關(guān)系為仆：餅希犯鄙醉雄喜萍(4道.7)衫將胖(僑4.2屯)闊式代入扶上式得覺：亡溜泛販庫證煎借設(shè)(4旅.8)棍對(duì)于具候有圓形展截面的睡土釘有孔以下關(guān)律系漿【怕14枯】菜裁假仍丘皆超麗洗吧腦(4擱.9)孩將雞(繡4.9妹)判式代入榆(飛4.8鞋)亦式得：漏像(哈4.1撥0)乓將構(gòu)(罵4.3久)狼式代入推上式得宜：安饞朽徑害飾廚鹿(唇4.1波1)債將慣性面矩況代入式拍(機(jī)4.1班1)頂中得：挑村紡翻挑揉(4.資12)渡其中，兄，街為受拉殊時(shí)土釘帖的屈服吸應(yīng)力。索4.2這.2筆零彎矩乳點(diǎn)處的給橫向抗歸剪作用斤土釘傳繞遞長度打范圍零車彎矩處疼即是土宋釘與滑易裂面交冬點(diǎn)，由偽于該點(diǎn)解處的彎晚矩為零刮，則土弓釘?shù)募艟屠壛Φ年P(guān)倒系可根嬸據(jù)榜(上4.1呢)嘩式近似屋寫成：分【艦30,省34桿】批：萌片饒閉緒(4出.13燥)杠由于持【齡30尊】括，廢(歲4.1爺3)肺式可以嗚寫成：矩?cái)[累懲酬域贈(zèng)(4.哭14)勞上式可充以變換草成：吩牲劍鈔絨城原(4.蜻15)尋考慮到倍土釘在喪傳遞長熔度撇(唇剪切寬豬度賞)擇范圍內(nèi)咸各點(diǎn)的墓橫向抗書剪能力菌處于辟(單4.1爺2)亦式和嗓(仙4.1妹5)淚式之間肆，可假骨設(shè)土釘妥所受剪售力在整復(fù)個(gè)剪切賀寬度范奸圍內(nèi)呈胸線性變遵化，則揮土釘?shù)膲仄骄寡郊裟芰悼梢员頃缡緸椋褐v慈極郊(暢4.1倆6)英從式（什4.7具）可以兵看出，呀土釘?shù)那驒M向抗旨剪作用茫與土釘攜的傳遞摟長度密刃切相關(guān)氧，而土陸釘?shù)膫骺歼f長度籠取決于鈴?fù)馏w地兵基反應(yīng)做系數(shù)撒，因此苗對(duì)于土檢釘?shù)臋M鐵向抗剪腿作用的凝大小起序著決定拳性作用菊。為了節(jié)確定撇對(duì)剪切悟?qū)挾鹊某暧绊?，貌Jew椒ell株【膛14覽】滋研究了疲當(dāng)土體蹈的悠呈數(shù)量羊級(jí)變化斤時(shí)，傳述遞長度絮的變化拍規(guī)律。披對(duì)于典鉆型的直點(diǎn)徑為門25m燈m本的土釘添，摘一般在貓15爆～譯30狹之間。治4.跟3擦實(shí)例計(jì)撐算及分波析綿Gas分sle傅r(1氧987棕)龍【擱2臣】鑰曾經(jīng)對(duì)汽于土釘共的抗剪跳、抗彎籃進(jìn)行了辟實(shí)測，者表穴4.1掃為其的集實(shí)測結(jié)預(yù)果，從絞中可以事看出，奮第援3茅，屢4寒，稿5貧排土釘灶的軸向飲抗剪力魂與軸向艙拉力之元比刻值分別門為煎0.0查80幅，仔0.0墻20負(fù)，序0.0謠33密，平均芬值為命0.0鄰44裁，由此魂可見土頃釘?shù)臋M猛向抗剪瞎作用是刺很小的兇，平均箱不到拉聯(lián)力的熊5卵％。惱表董4.3框?yàn)橛鸊as亮sle束r斗的實(shí)測鼠結(jié)果與敵計(jì)算結(jié)丟果的對(duì)廈比，計(jì)泰算采用保(吊4.1居6)讓式，同哲時(shí)為了虜和驗(yàn)Jew卵ell李的計(jì)算造結(jié)果對(duì)慢比，本促文計(jì)算燃參數(shù)采痰用了洋Gas始sle程r殃所給的玉試驗(yàn)參南數(shù)，參頭數(shù)取值符如表元4.2絕所示。尤從表右4.3氏所示的塘計(jì)算值升和實(shí)測負(fù)值可以創(chuàng)看出，于土釘?shù)脑跈M向抗工剪作用名較小，獸不到抗案拉作用疾力的籮10%針，因此方為了簡陳單和安竊全，土分釘?shù)臋M革向抗彎躺作用可跌以在土伸釘支護(hù)役結(jié)構(gòu)設(shè)鍋計(jì)中不歇予考慮丸。土釘偷橫向抗駁力作用億之所以驕很小的條原因在可于，土價(jià)釘?shù)臋M榴向抗剪禿作用與貨土體的遲剛度大側(cè)小有關(guān)賺，土體擺剛度越靜大，土被釘?shù)膫髑∵f長度扮越小，跳橫向抗邁剪作用浪越強(qiáng)；是反之亦砌然。當(dāng)裹土釘支狡護(hù)結(jié)構(gòu)富鄰近失份穩(wěn)狀態(tài)安時(shí)，在贏滑裂面附附近常村表現(xiàn)為或土釘切說割土體用，因此攜土釘?shù)某饳M向抗諒剪作用甜也較小靠。鼓表閘4.1景夜土釘支碌護(hù)結(jié)構(gòu)恒觀測數(shù)判據(jù)黎(揉據(jù)訂Gss瘋sle城r)緒土釘塌排數(shù)疼力矩罩(吸kNm史)瑞剪切寬諸度券軸向力啟剪力湖3堪0.2痛80撈20.刊7膛0.1澇25移0.0框101路4區(qū)0.2蕉43午32.懂0乖0.2持43嫁0.0嚼048程5氧0.2破15浮12.毒4施0.2晚73離0.0麥090鎖表弊4.2添饅計(jì)算參侵?jǐn)?shù)表團(tuán)取值項(xiàng)匹目控層序芹3川153笛0.0慈22毀4粱171由0.0等22閣5毫186謹(jǐn)蚊0.0愁22店表授4.3毯長土釘支彈護(hù)結(jié)構(gòu)鍵觀測值落與計(jì)算閱結(jié)果旨土釘巴剪力薄備注：澇*厚為及Jew鳴ell宣的影排數(shù)劣測量值釋預(yù)測值魔*壞預(yù)測值叔**咐測量值軍預(yù)測值務(wù)**鍬預(yù)測值基3具0.0喇101喉0.0協(xié)115擁0.0殖138勤0.0毛80蓬0.0豈95歪**投為作者越的預(yù)測偽值宏4蔬0.0火048昆0.0國064項(xiàng)0.0暗102尼0.0價(jià)20續(xù)0.0盞32痕5吧0.0雙090森00詢.01織47發(fā)0.0班195傻0.0寺33仇0.0片57蜻4.橫4蠶土拱效們應(yīng)分析榜在土力蛛學(xué)領(lǐng)域康中，土于拱盼(結(jié)soi領(lǐng)la禿rch遺ing絕)獨(dú)理論一極般用來燦描述剪塞應(yīng)力作系用所引槽起的應(yīng)蚊力傳遞杯規(guī)律的朵。傷194泥3喊年，太到沙基（女Ter嗎zag蝕hi)秧在其所況著的《廉The騾ore衣tic顧al看soi蜘lm耽ech偶ani唉cs劫》一書絨中指出漫：居“瞞土拱效網(wǎng)應(yīng)是（鋤土體）可試驗(yàn)室希和現(xiàn)場倒研究中綠最為普靈遍的一釘種現(xiàn)酒象損”策，并且錘首次將案土拱理竿論用于瘋擋土墻喪上土壓花力研究比中。后保來嗎Get扶zle橡r.Z稈等人研框究了地俘下深埋慎結(jié)構(gòu)上課部的土哲拱效應(yīng)約【釘23靜】藏，仍Wan布g窮，霧W.L暢和佩Yen祖.B.出C妹等人研頭究了土數(shù)坡中的既土拱效沖應(yīng)臂【就24噸】證。上述毯研究中品都沒有戰(zhàn)畫出土賺拱的形牽狀來，區(qū)而是用指薄板單難元取代姓了實(shí)際競的土拱自單元來暗進(jìn)行研彩究的。典Ric說har圾dL燥.H睬and矩y獸【筑26嶼】啄后來在信研究谷隸倉筒壁透的受力否作用時(shí)劑指出，從拱單元凡是由剪劣應(yīng)力為扔零的主穿應(yīng)力平尾面所構(gòu)耕成，且喉土拱的切形狀為默懸鏈線蔑形狀。艷kin中g(shù)sl掉ey劍Har由rop兇Wi活lli幣ams賣【災(zāi)25頓】池在假設(shè)存沿著土意拱最小裂和最大轎主應(yīng)力侄為常值忘時(shí)，得泉出土拱濫形狀為命圓弧的套結(jié)論。雖文獻(xiàn)固25竭和欲26壇對(duì)于土注拱形狀超的研究輔，都是窩假設(shè)最偶小主應(yīng)慶力沿著口土拱內(nèi)肢部連續(xù)灑，因此油只能對(duì)聞?dòng)谒娇贩较蚧蚬そ跛鹌椒较蛞耐凉白疬m用，跟對(duì)于諸沫如土釘撕支護(hù)結(jié)雷構(gòu)內(nèi)部庫所形成飄的近乎甘垂直方近向延伸旅的土拱慣則不太朱適用。陪目前對(duì)挺于土拱海理論研徒究中，塊大多數(shù)塔假設(shè)土低體為水客平半無果限體，棟在此假火設(shè)的基幼礎(chǔ)上來頭研究土回體作用豐于結(jié)構(gòu)呼上的應(yīng)躍力和結(jié)飼構(gòu)周圍拋土體的忽穩(wěn)定性蓋問題。值4.4由.1私基本疾假設(shè)博(1剝)錯(cuò)假設(shè)基既坑垂直忘開挖，因地面水化平且作方用有集孩度為病的均布早荷載；賞(2面)銅土釘為拾等間距穴等傾角相設(shè)置，孕水平和產(chǎn)垂直間密距分別亂為唇和廉，土釘蜜傾角為飄；戰(zhàn)(3得)統(tǒng)土體為聯(lián)剛塑性達(dá)體，土頁體服從主莫時(shí)爾暢—叮庫倫強(qiáng)依度準(zhǔn)則困，即：鄙冒嫁揪慰幻(4.冊(cè)17)般式中，貞為土體查抗剪強(qiáng)需度，忙為正應(yīng)玉力，獵為粘聚忘力，筒為內(nèi)摩秒擦角。四4.4穩(wěn).2盛理論獄分析攻以坡面貨和地面瘡交點(diǎn)菜為肢坐標(biāo)系石原點(diǎn)，政以地面架為橫坐役標(biāo)軸建患立平面有直角坐橫標(biāo)系，埋如圖耀4.1陸(a)尺所示；趨取地面脾下一土足體單元登，該單凝元有以皮下的性洲質(zhì)：土存體單元哈的高度矛為土釘趟垂直間登距奧，土釘淺穿過土左體單元輕的中心溪，土體陳單元的站沿籮軸方向規(guī)的寬度元為闖，沿垂地直于就方向的序?qū)挾葹樵?，土體叨單元左貓邊界距玩縱坐標(biāo)滴軸距離耀為或，單元身體上表鄭面中點(diǎn)那與橫坐刻標(biāo)軸的糾距離為霸，如圖勤4.1際(a)游所示。移單元體振受力如陰圖鄰4.1憤(b)金所示，晶其中槐，皂分別為狡土體單鐮元上、部下層面者的摩阻企力，飛為平行料于膛平面的雕土體單薄元表面慨的摩阻慰力，階為土釘接對(duì)土體嚇單元的幼拉力，浸為土體惑單元的雷重量，若和似分別為筋作用在槳垂直于載坐標(biāo)橫疾軸方向農(nóng)的土體媽單元側(cè)搜面上的賞土體壓伸力。尊根據(jù)圖舒4.1欠(b)怎所示的挑土體單爆元沿土老釘縱向豪方向的貢平衡可梢得：蛾磨改虧屋(4.致18)岸上式中茅，蔬，館為平行瓶于土條息上下底但面的平亂均側(cè)向忠壓應(yīng)力伸以上各幫式中，不為土體盡的密度磚，告為土體佛的粘聚件力，洲為土體動(dòng)的內(nèi)摩懼擦角，趟為靜止稅土壓力積系數(shù)靜煮止土壓輔力的側(cè)環(huán)壓力系逢數(shù)，可判取煤Jak件y透經(jīng)驗(yàn)公雅式貓【鄙40淚】伴，邪。嬌考慮到目工程實(shí)悔踐中常博采用抗象拔試驗(yàn)組來確定暮土體的賽極限抗笛剪強(qiáng)度制，并采拖用單位招長度的淚抗拔力味與單位具長度范匙圍內(nèi)釘絹土接觸縮面面積川之比作歇為土釘戲的極限喊抗剪強(qiáng)尊度的大糕小。即爽可認(rèn)為程土釘?shù)牧蠘O限抗咬剪強(qiáng)度悟?yàn)槌?shù)耕，因此壟可以假也設(shè)土釘汁與土體周接觸面燃間的剪長切強(qiáng)度儀沿土釘冰長度方只向均勻充分布，塘則土條績所受土緊釘?shù)睦哿μ煽砂凑整}下式確寄定：激睛察積醉乖貍對(duì)辰(4價(jià).19插)邪危澡壘(蜓4.2貫0)枝式今(闊4.2搜0)銀中，組為呈“惕剛性頂區(qū)膊”由中土釘抄軸線計(jì)匪算點(diǎn)處敏的縱坐隙標(biāo)，積辨分上限梳為聯(lián)“激剛性途區(qū)掏”股中土釘侮長度。斧將式暮4.2裹0杰代入式南4.1殘9獸得券:膜享龜肚栗(4何.21腐)豪上各式倉中，易滑動(dòng)區(qū)者土釘長將度，稠為土釘間體文(茫鉆孔縱)鄭直徑，含為土釘亞的最大綁軸力授(家滑裂面嫩與土釘鵲交點(diǎn)處廢土釘?shù)呢毨φ?棵。由奪(宣4.2貧1)確式可得悔秋踢(4槳.22杯)告顯然，昌當(dāng)土釘郵支護(hù)結(jié)繡構(gòu)的滑貿(mào)裂面確鉆定后，廁式衛(wèi)(推4.2你2)菊的右端克表達(dá)式擇為常數(shù)部。根據(jù)紐側(cè)向壓昆力的定丹義可得床蒜(4.諸23)介式中，出為側(cè)向搶土壓力堡系數(shù)。擇根據(jù)氧式間(凱4.1赴8懼)責(zé)和肆式失(闖4.2刊3)猶可得寨(炭4.2圍4)講倚(4.肌25)舉(4余.26乖)處微分方額程甲(撿4.2喝4)捧的通解短為疊:焰(窗4.2壩7)委根據(jù)邊妥界條件呆:當(dāng)時(shí)；婚式中，昆為作用銷在面層歇上的主贏動(dòng)土壓洪力強(qiáng)度禿。目前殿人們對(duì)蕉于面層偷的工作思機(jī)理的芬認(rèn)識(shí)還緩不是十暗分清楚射的，一買般認(rèn)為福面層不胖受主動(dòng)勒土壓力餡作用，壞其功能姜只是為似了防止世開挖面研處土體婆的局部烘塌落，隊(duì)因此，莖目前大趨多數(shù)理擁論研究遣和設(shè)計(jì)企方法都勾不考慮為面層受情力作用罷，例如井Bri滑ddl虛e策方法神【積13漫】裙，機(jī)動(dòng)姻分析方目法胡【慶12遼】塊，以及肉國內(nèi)現(xiàn)合行的許瞎多地方零性和行筑業(yè)性規(guī)漢范中采沸用的基數(shù)于邊坡腔穩(wěn)定性杏分析的古各種極荒限平衡絞法。然悄而積累拆的一些森實(shí)測資膜料表明其，面層蛛所受的責(zé)土壓力權(quán)是較大宴的，根鵲據(jù)一些接國內(nèi)外申原位測杰試和模肚型試驗(yàn)雖統(tǒng)計(jì)結(jié)昂果捎【鑼6權(quán)】【惠16茂】【糕37婦】【橡38糕】受，土壓退力的大愿小與坡豈頂超載段的大小繞、土釘俘密度、愛及土層槽物理力遠(yuǎn)學(xué)性質(zhì)抵有較大境的關(guān)系澇，一般柜為主動(dòng)忍土壓力煤的姻0.5百—乖0.7嫁倍。尤騙其當(dāng)土陣釘支護(hù)涂系統(tǒng)處茂于極限分狀態(tài)時(shí)拐，面層敞上必定趕作用著目不可忽饒視的土碗壓力。拳法國梅Clo獲ute扇rre禮研究項(xiàng)批目得出掀的結(jié)論最是，面花層荷載顧一般為饅土釘最洽大拉力賺的程30沫％到腿40陪％，他聾們建議礙在土體屬自重作登用下，粥面層設(shè)兼計(jì)土壓駱力為土氏釘中最浸大拉力百的灣60宋％（土逼釘間距令為壘1m貼時(shí)有)而到拔100竊％（間久距為小3m琴時(shí)）；刻德國激Kar抄lsr姻uhe澤大學(xué)巖圍土研究縱所進(jìn)行面的錘7乘個(gè)土釘莫支護(hù)結(jié)諸構(gòu)的實(shí)疾測表明三，面層干后實(shí)測朝的土壓亡力僅為擴(kuò)庫倫土通壓力的召50邀％只【葬39赴】嗎，李成礦【朝16更】系的實(shí)測沃資料表俊明，面告層土壓凱力大小律約為主屬動(dòng)土壓緩力的拿70家％。由接此可見盒，面層喜所受的民力是不釀容忽視去的。因嚴(yán)此，根縣據(jù)式滾(返4.2牧7)泥可得面罷層處的分邊界條佛件為：當(dāng)時(shí)；完惑(4.牌28)凈其中察，為主觀動(dòng)土壓齊力系數(shù)耳。鄭為土壓對(duì)力折減拌系數(shù)，丸取田0.5林到失0.7擱。由式握(他4.2范7)銷和幼(4.葛28枯)羨得：;所以:姐(4集.29哭)索根據(jù)圖蛋4.1矛(a)賭有：，捎其中，禁，撐為土釘瞇與面層匠交點(diǎn)的哀縱坐標(biāo)甘。令律，孤，將甚的表達(dá)球式及代盲入到慧(店4.2搭9)毯式中得位:案(瘡4.3旨0)須式哲(基4.3武0)非描述了病由于土花釘作用腿，土釘屬層間土稱體內(nèi)部莫平均土勞體壓力爐的變化隆?？蚋鶕?jù)式朽(錯(cuò)4.3雞0)予可以得摸出笨:薪當(dāng)參較小時(shí)族，土釘業(yè)層間的菌平均土轎拱壓力聲沿著指學(xué)向支護(hù)屑結(jié)構(gòu)內(nèi)儉部的方色向呈指淹數(shù)方式獵增大，細(xì)即由于濾土釘引搖起的土那拱作用討導(dǎo)致了手土體應(yīng)伍力狀態(tài)奪經(jīng)歷著乳由消“能初始主雖動(dòng)儀”授(香int排iti捎al防act氣ive魄)豎狀態(tài)鐵到始“儀完全主衛(wèi)動(dòng)辟”貝(狼ful舉la避cti訪ve)胳狀態(tài)變譜化的過徑程。字(東初始主稍動(dòng)狀態(tài)茶是指由逃于墻體務(wù)的傾斜葵，只有汗地面附莫近的土鵲體因足善夠的橫令向位移慮而達(dá)到胳主動(dòng)狀塘態(tài)；完瞎全主動(dòng)潤狀態(tài)是菠指從地銷面到墻培基整個(gè)永范圍內(nèi)健土體達(dá)默到主動(dòng)被狀態(tài)料)積。當(dāng)成很大時(shí)演，土拱者壓力趨躺于定數(shù)獨(dú)，即：厲式囑(坊4.3棄0)撓中的籮表示土攏釘?shù)脑O(shè)脫置密度奉，跌表示土籃拱作用妙的位置該。當(dāng)潑很大時(shí)志，土拱漫的作用單將不存刻在，土代體的應(yīng)含力狀態(tài)希接近天漠然土體爽開挖后想的應(yīng)力米狀態(tài)，粗因此必壯然存在煉的一個(gè)束臨界值番，當(dāng)蛙時(shí)，土嚼拱效應(yīng)啞將會(huì)消爐失，此曉時(shí)平均宣土壓力瞞與研具有下沈列的關(guān)須系式：慮惕(4.凡31)寶式玩(蒙4.3澡0)鉛中的平階均土壓誰力器對(duì)噴求偏導(dǎo)滔，可以侵得出亂的表達(dá)騰式。拔已(4隊(duì).32躲)馳土釘?shù)亩端介g除距和垂狡直間距下越大，碎土拱作苗用越不宅明葡顯脊,墊越笑大拆;春吊否則，勝土拱作秒用越明跡顯，秀就越小裝。由于粗土體內(nèi)資不可能灘存在拉即應(yīng)力區(qū)員，因此技令盆，便可胖得到對(duì)虧應(yīng)的土豐拱作用合有效范繳圍值忙。廳(稠4.3唐3)其中，量為了獲唉得有意竹義的雷的值，勇要求滿款足條件通，根據(jù)神該條件著可求得顫無拉應(yīng)液力區(qū)內(nèi)腰的最小熱值真。誓(舍4.3蜻4)恢4.埋5瓣剪滯力莫理論踐雖然巖油土工程晉師承認(rèn)輪了土釘催支護(hù)機(jī)躺理和錨孩桿支護(hù)務(wù)機(jī)理的廈差異性竄，但在傭深基坑則土釘支嘆護(hù)設(shè)計(jì)曾時(shí)，大恢多數(shù)設(shè)荷計(jì)方法簽還是沿剪襲了錨胳桿支護(hù)胡設(shè)計(jì)的智方法。佳即按照撿主動(dòng)區(qū)帆土釘所霸受的拉征力來計(jì)于算穩(wěn)定矩區(qū)土鄉(xiāng)釘悅“堤錨侵固岸”軌長度，狡再加上綠主動(dòng)區(qū)巾的長度墓，從而側(cè)得出土拒釘支護(hù)堤的設(shè)計(jì)考長度。央顯然，貌這種設(shè)銳計(jì)思想嘩將土釘旺和錨桿振的作用且等同起杯來，即丹將土釘鋼當(dāng)作單紡純受拉羞的桿件航，完全綱沒有考肌慮到釘逗土相互進(jìn)作用。你正確分沖析土釘拖支護(hù)機(jī)坊理，必睛須從釘揭土相互古作用著皺手，研撓究土釘鬧對(duì)于土值體應(yīng)力蔑狀態(tài)，精土體強(qiáng)勞度等方嫩面的影務(wù)響。在奏此本文描試圖用深剪滯法旋理論來麥研究深唐基坑土冰釘支護(hù)稀中的應(yīng)盯力傳遞洪規(guī)律。青4.5狐.1償模型建毯立及基間本假設(shè)鈔：豆剪滯法潤理論最輔早由在Ros喊en挎提出疾【覺85察】誠，用于迎分析復(fù)份合材料思中應(yīng)力氧沿長度繩的變化劣規(guī)律?？吩摾碚摦吋俣ɑ鶡趔w只傳仙遞剪應(yīng)曾力，用峽簡單的澆平衡條燭件便可店以推出瘡應(yīng)力傳雅遞公式撈。右R.J貫ohn絲By問rne舌【僑41我】舍曾用類辰似的方廚法分析龍了工作鋼應(yīng)力狀哭態(tài)下釘談土的相民互作用住，將土蔬釘和土近體看成科復(fù)合單無元體，御共同承肌擔(dān)拉力拆作用，捉然而一殺般認(rèn)為撈土體是濤不能受矩拉的，見因此該漫理論是愿不太合睛理的；魄再者旱Byr扶ne勾在建立捧力學(xué)模報(bào)型時(shí)引限入了應(yīng)餐力釋放留量，該桂變量只環(huán)能借助紡于數(shù)值銀分析方腎法求得悔，因此咱該法沒默有太大捕的實(shí)用速性。劉由于土之釘支護(hù)遮機(jī)理極雪其復(fù)雜狗，要建希立并完訊全精確勿地分析梢土釘作郵用的力匯學(xué)模型灣現(xiàn)在還棄作不到依，但我塌們盡可虎能建立鉆接近于針實(shí)際的鑼模型，拆因此不珠得不采變用一些宿基本的帥假設(shè)。詳為簡單彼起見，唇本文僅見討論土賄釘水平杯設(shè)置時(shí)樓的情況列，對(duì)于共以一定雀傾角設(shè)青置的土控釘可采嘴用類似牢的方法待進(jìn)行分質(zhì)析。假勉設(shè)土釘父在垂直閃于土釘接軸向的奸剖面上預(yù)按照正架方形布員置。以跳土釘外增始端為你坐標(biāo)原偏點(diǎn)，土叔釘軸向膊為橫坐濁標(biāo)軸，秋垂直于輔土釘軸嫁向的方鐮向?yàn)榭v糧軸（方羞向向下倘）建立令直角坐喊標(biāo)系，腐如圖際4.2狠(b)惰所示，航沿土釘貓軸向取尾一微元雹體，土贈(zèng)釘單元材和其鄰別近的土外體單元催形成一故個(gè)復(fù)合藏單元體怕，假設(shè)飯：沖1)悄割釘土接棗觸界面籮處，土蒜釘和土批體間的帽接觸良糞好；唐2)債止在土釘宋的軸向該上，土滴體的正湖應(yīng)力比臭土釘鋼授筋小得吹多，土段釘?shù)妮S池力是由螞接觸面略上的剪腐應(yīng)力來扣傳遞的利；瘋3)康壩相鄰的率土釘對(duì)嚇于所研您究的單穗元體的抵應(yīng)力場鼻無影響勇；穴4)做之土釘以勺外的土描體具有廟平均性誰能。振4.5霞.玩2懶理論推蓮導(dǎo)忌圖丹4.2崇(a)武的抗為土釘傍的半徑秤，寸為復(fù)合鼓土體的痛半徑，課=S/漸2香，迅為土釘鏡間距，濟(jì)為土釘興軸向應(yīng)杯力，截為釘土棉接觸面沙處的剪旱應(yīng)力。衣根據(jù)圖狠4.2泳(b)來，由土充釘單元縱體軸向子應(yīng)力平此衡條件搜，可得顆：孩(上4.螺35涂)廣方程汽(熊4.3針5)魯表示土種釘軸向刑正應(yīng)力口的增長斤率與界榜面的剪爸應(yīng)力成閃正比。把按照宏京觀強(qiáng)度竹準(zhǔn)則，鑰對(duì)于加巾筋材料垃有以下默關(guān)系勇【渴85-匙87疏】愧式中笛為復(fù)合脹土體在鉛土釘軸聾向上的喪等效平宵均應(yīng)力詢，亭為土釘脊橫截面貞面積與焰復(fù)合土棗體單元椅截面面殿積的比遇率，狼為土釘漫外土體權(quán)的平均蜓軸向正甩應(yīng)力。刃可以用帖下式表戚示咱其中，賴為土釘壞表面垂逝向應(yīng)力眠，孫、姐為土體維內(nèi)摩擦攻角和粘固聚力，壽，為靜勞止土壓踩力系數(shù)迅。奪為常數(shù)萌，見后結(jié)文。鈴分別為寇土釘始仿端與末任端處水羊平方向爪土體內(nèi)課的應(yīng)力郊。索代入啊的表示逐式，上沫式可以鏡寫成：粉(紙4.3炎6)顛設(shè)圓柱丈形土釘伐體外面蛋設(shè)有一米層與土輔釘體粘交結(jié)的剪枯切層，番其半徑殲為疫，一般墨為土釘疏體半徑咬的糖0.1故－字0.2繞倍。如趙圖上4.2此(b棋）所示名。土體先剪切應(yīng)戀變嘗可以根禍據(jù)土釘?shù)鹋c土體在的相對(duì)救位移來衣確定：墾(魯4.3汽7)仍式中，掌為平均完的復(fù)合咸土體的條位移，布為土釘澆的位移惹。充由于土擺釘是通智過土體爺微小的蹲變形來跨傳遞應(yīng)沃力的，火因此可群以認(rèn)為預(yù)土釘和暗土體都察處于彈耳性應(yīng)力虎狀態(tài)，勇(匯4.3躬7)軌式對(duì)走x宗求一階長導(dǎo)數(shù)，藍(lán)并代入本應(yīng)力應(yīng)賞變關(guān)系承可得悟椅(4.痰38)隸式中，盼為復(fù)合猜土體的雷楊氏模金量，豐為土體竊的剪切提模量，宴為土釘拐的剪切膚模量。尤方程筒(貴4.3向5)怒對(duì)夫x晚求導(dǎo)得徑：劑(漲4.3游9)壩將（繳4.3我6月）式代歌入（下4.3淚9牧）得：留曲(4.桑40)其中榴(4隱.41盈)江(4虧.42電)飾方程格(宋4.4粥0)芒的通解燒為餐(范4.4跡3)販對(duì)于面按層的作鏡用，目語前眾說萄不一，遙在土釘劣支護(hù)設(shè)巖計(jì)中一來般不考蘭慮土釘死面層的竄作用，戴例如文個(gè)獻(xiàn)【貞12,除13,壟88況】及文抽獻(xiàn)【催7貼】提到練的法國革Sch竄los娘ser目等所制虧定的法瓜國土釘旺支護(hù)多窄準(zhǔn)則法正等。實(shí)鴨測的結(jié)怒果表明跟面層的安作用是勵(lì)很重要票的。例屆如文獻(xiàn)郊【先16抵】所實(shí)圈測的面歐層壓力采約為主路動(dòng)土壓譜力的扣70喂％，法盞國的墳Clo演ute革rre輕試驗(yàn)研壺究工程期表明怒【掠6娛】遵，面層代的剛度斤(殘或厚度平)格對(duì)于其罰上的土尸壓力大森小有很它大的作稍用，土累壓力約擱為土釘汪最大拉臉力的逼30耐％。因低此無論瞧是從理夸論上還彎是工程部實(shí)踐角爺度來講介，面層絨所受的姓土壓力男是不應(yīng)孩忽略的透，尤其述在土釘壁支護(hù)系干統(tǒng)處于播極限狀嘗態(tài)下。累所以有揚(yáng)下面的寨邊界條確件采a)碎開在面層煤時(shí)，決上式中句，蟲為主動(dòng)占土壓力動(dòng)強(qiáng)度，溫為土壓春力折減卻系數(shù)，慕根據(jù)實(shí)遮測結(jié)果水常取希0.7化—蛙1.0冒，碑可表示凍為臣式中，朋為面層民與土釘蔬交點(diǎn)到鞭地面的居距離，僻其它符磚號(hào)的意移義同前解。感b)逗巧在土釘工的內(nèi)端概時(shí)，企將邊界主條件損a)翠和違b)祥代入掠(世4.4韻3)茫中得后土釘墻斗的實(shí)測擾資料表蜻明，土委釘墻破要裂面的頃軌跡是娘各層土死釘最大侮拉力點(diǎn)昨的連線否，且最膜大拉力玻點(diǎn)處釘沈土間沿疤軸向的劣剪應(yīng)力稍為零。抄這是因畏為土釘氏軸向拉綁力是由檔釘土間鑼剪力而濤產(chǎn)生的少，破裂窄面與土答釘交點(diǎn)憶處是釘吳土相對(duì)攜位移為外零處，最也是主岸動(dòng)區(qū)和至剛性區(qū)蔬土釘拉薪力方向始變化處欄，因此山在土釘把與破裂舍面相交載處土釘脊的拉力緞最大，饅釘土間雜軸向剪達(dá)應(yīng)力為涂零?；?差4.4暗3)鼓式對(duì)話x炎求一階忍導(dǎo)數(shù)，與并令導(dǎo)關(guān)函數(shù)等齒于零，尊便可得皆土釘承捉受最大戶拉力的啄位置達(dá)。抱．敢(徐4.4幣4)織由上式匙可以計(jì)宴算出各草層土釘?shù)艿淖畲鬅μ庉x的位置惜，各層英土釘最及大拉應(yīng)火力點(diǎn)的毅連線即這為土釘夾墻的破映裂面?？玲斪铕I大軸向辛拉力為鄉(xiāng)：煉考慮到冤，由脫(