挡土墙土压力计算理论研究及有限元分析

“云计算-土压力计算理论中的若干问题研究” 这篇研究论文主要探讨了土压力计算理论中的关键问题，特别是针对挡土墙设计中的土压力计算。文章关注了两种经典的土压力理论——朗肯（Rankine）理论和库仑（Coulomb）理论，并分析了它们在实际应用中的局限性。 1.1 研究的意义与目的 研究的首要目标是深化对挡土墙土压力计算理论的理解，尤其是考虑到土体的特殊性质，如离散性、非弹性及非均质性。尽管朗肯理论和库仑理论在工程实践中广泛应用，但由于它们基于简化假设，导致计算结果可能含有误差。因此，研究旨在识别和解决这些理论的不足，以提高计算的精确度和实用性。 1.2 土压力理论回顾 朗肯理论提出了侧向压力系数的概念，它假设土体沿着滑移面均匀分布压力，适用于无粘性土壤。而库仑理论则考虑了摩擦角和正应力的影响，适用于有粘性土壤，它基于极限平衡条件来计算土压力。这两种理论在一定程度上忽略了土体内部的拱效应，即土壤自我支撑的能力。 1.3 框架分析与土体拱效应 论文深入研究了土体拱效应，特别是次要主应力拱，这是挡土墙后土壤自我支撑的一种表现。拱效应可以减少作用在墙上的土压力，但现有的计算方法并未充分考虑这一因素。 1.4 有限元分析与数值验证 为了更准确地模拟实际情况，研究运用了有限元软件进行模拟分析和数值验证，以检验提出的计算方法的有效性。这种方法能够更精确地捕捉土体的非线性行为和复杂应力状态，从而改进土压力的预测。 关键词涉及的领域包括Rankine的土压力理论、Coulomb的土压力理论、滑移面分析、极限平衡条件、土体拱效应以及有限元分析方法。这些关键词体现了研究的全面性，涵盖了土压力计算的关键方面。 该研究旨在通过深入探讨现有理论的局限性，提出新的计算方法，以改善挡土墙设计中土压力的计算，提高工程的安全性和经济性。通过对土体拱效应的重视和有限元方法的应用，研究有望为挡土墙设计提供更精确的理论基础。