折线形墙背土压力计算的扫描搜索法原理与应用

李炼 郭海强 徐骏 李安洪

（中铁二院工程集团有限责任公司，成都 610031）

折线形墙背挡土墙因其能减小主动土压力作用，同时可提高挡土墙的稳定性而得到广泛应用。这类复杂墙背的挡土墙针对上、下墙计算土压力。上墙土压力常用计算方法有第二破裂面法、实际墙背法，下墙土压力常用计算方法有延长墙背法、力多边形法、校正墙背法等近似计算方法［1-3]。

挡土墙土压力计算一直是学术界研究的热点［4-8]。传统公式法计算折线形墙背土压力是在库仑理论基本假定的基础上，针对破裂面交于墙后地面的不同情形，分别推导出相对应的土压力求解公式。仅一般工况，《铁路工程设计技术手册：路基》中就给出了47 组复杂的求解公式［1]。常规设计时常套用通用图集，难以应对复杂变化的实际工程情况［9-10]。折线形墙背受力情况复杂，为了解决传统公式法计算过程繁琐、计算量大、适用坡面及荷载类型单一等问题，本文提出快速求解折线形墙背土压力的扫描搜索法［11]。扫描搜索法是通过扫描假定的破裂面，根据库仑理论求得每组破裂楔体所对应的土压力，并通过搜索获得对支挡结构最不利土压力的计算方法。首先，分别通过上墙和下墙踵点建立坐标系，并将地面线按照一定间距分割；其次，以该点到地面线的连线为假定破裂面，根据推导的库仑土压力计算通式求解每一假定破裂面的土压力大小和作用点位置；最后，经搜索获取最大土压力。……