基于遗传算法考虑附加荷载刚性挡墙被动土压力计算

谢晓鹏, 窦国涛*, 王 娟, 高 波, 张志勇

(1.郑州航空工业管理学院土木建筑学院, 郑州 450046； 2.郑州大学水利科学与工程学院,郑州 450001； 3.江苏省交通工程集团有限公司, 镇江 212100; 4.中冶京诚工程技术有限公司, 北京 100176)

目前,工程上对于挡土墙或支护结构上的土压力的计算大多采用朗肯土压力理论或库伦土压力理论,两者均认为墙后填土破裂面形状是直线形式,然而不少学者研究表明墙后填土破裂面为曲线形式,如美国太沙基在30年代进行的试验研究、苏联索科洛夫斯基的松散介质极限平衡理论等[1-3]。Blum[4]、Soubra等[5]、Rieree等[6]和Benmebarek等[7]采用数值模拟方法研究了土体运动破坏的滑裂面；Meksaouine[8]、Ducan等[9]进行了相关的试验研究,不同程度引证出填土破裂面的曲线特征；杨贵等[10]以无黏性填土挡墙为研究对象,假设在考虑土拱效应时,极限状态下墙后土体的滑裂面为曲线,基于水平微分单元法推导出平动模式下挡土墙主动土压力的分布；杨明辉等[11]开展了刚性挡墙平动变位模式情况下墙后有限宽度土体破坏试验,试验结果表明,在墙后填土宽度较小情况下,土体破坏面为通过墙踵及某一固定点的曲面,由此基于变分极限平衡法,推导出滑裂面曲线的具体方程式为对数螺旋曲线。

针对附加荷载对土压力影响的研究,张军等[12]研究了在交通荷载作用下,拱涵土压力的变化规律；赵中源等[13]研究了仰斜式挡土墙平移(简称“T”)模式下，墙后填土不同荷载作用下土压力变化规律,建立挡土墙在T模式下墙背土压力计算模型,但未研究滑裂面的影响；……