一种矿山固坡止水结构有限土体被动土压力计算方法

本发明涉及被动土压力计算，特别涉及一种矿山固坡止水结构有限土体被动土压力计算方法。

背景技术：

0、技术背景

1、挡土结构在岩土工程中是一种常见的构造物，用于抵抗土体的侧向移动，以确保土体的稳定性。通过计算挡土结构所受的被动土压力，工程师可以确定适当的结构形式、材料选用和支护措施，以确保在土体的作用下挡土结构能够保持稳定。然而，在实际工程中，土体很少是无限大的。现有的经典土压力理论难以解决有限土体的土压力计算问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种矿山固坡止水结构有限土体被动土压力计算方法。用以解决现有技术中难以解决有限土体的土压力计算问题。

2、鉴于以上技术问题，本申请提供了一种矿山固坡止水结构有限土体被动土压力计算方法。

3、第一方面，本申请提供了一种矿山固坡止水结构有限土体被动土压力计算方法，其中，所述方法包括：

4、对已知矿山固坡止水结构有限土体获取不同滑面区域的设计参数，所述设计参数包括滑面高度、滑面宽度、滑裂面倾角、边坡倾角；根据所述设计参数，结合有限土体被动土压力计算公式，计算得到不同滑裂面区域的水平向被动土压力合力，所述滑面区域包括第一区域和第二区域；根据库伦土压力理论，获取极限平衡条件下有限土体被动土压力最小值时所对应的破裂角；进行受力分析，获取所述水平向被动土压力合力与被动土压力合力的夹角，根据所述破裂角和所述夹角，计算获得被动土压力合力；根据所述被动土压力合力，计算获得有限土体被动土压力系数；将所述有限土体被动土压力合力与半无限土体被动土压力进行对比分析，基于所述有限土体被动土压力系数，确定有限土体被动土压力强度分布以及合力作用点位置。

5、第二方面，本申请还提供了一种矿山固坡止水结构有限土体被动土压力计算系统，其中，所述系统包括：

6、设计参数获取模块，所述设计参数获取模块用于对已知矿山固坡止水结构有限土体获取不同滑面区域的设计参数，所述设计参数包括滑面高度、滑面宽度、滑裂面倾角、边坡倾角；水平向被动土压力合力计算模块，所述水平向被动土压力合力计算模块用于根据所述设计参数，结合有限土体被动土压力计算公式，计算得到不同滑裂面区域的水平向被动土压力合力，所述滑面区域包括第一区域和第二区域；破裂角计算模块，所述破裂角计算模块用于根据库伦土压力理论，获取极限平衡条件下有限土体被动土压力最小值时所对应的破裂角；受力分析模块，所述受力分析模块用于进行受力分析，获取所述水平向被动土压力合力与被动土压力合力的夹角，根据所述破裂角和所述夹角，计算获得被动土压力合力；压力系数模块，所述压力系数模块用于根据所述被动土压力合力，计算获得有限土体被动土压力系数；压力分布计算模块，所述压力分布计算模块用于将所述有限土体被动土压力合力与半无限土体被动土压力进行对比分析，基于所述有限土体被动土压力系数，确定有限土体被动土压力强度分布以及合力作用点位置。

7、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

8、通过对已知矿山固坡止水结构有限土体获取不同滑面区域的设计参数，设计参数包括滑面高度、滑面宽度、滑裂面倾角、边坡倾角；根据设计参数，结合有限土体被动土压力计算公式，计算得到不同滑裂面区域的水平向被动土压力合力，滑面区域包括第一区域和第二区域；根据库伦土压力理论，获取极限平衡条件下有限土体被动土压力最小值时所对应的破裂角；进行受力分析，获取水平向被动土压力合力与被动土压力合力的夹角，根据破裂角和夹角，计算获得被动土压力合力；根据被动土压力合力，计算获得有限土体被动土压力系数；将有限土体被动土压力合力与半无限土体被动土压力进行对比分析，基于有限土体被动土压力系数，确定有限土体被动土压力强度分布以及合力作用点位置。达成适应矿山固坡止水结构有限土体的实际力学特性，更准确地模拟土体与结构物之间的相互作用技术效果。

9、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚阐明本申请的技术手段，进而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述及其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种矿山固坡止水结构有限土体被动土压力计算方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述土体为无黏性土，土体表面水平。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，计算得到不同滑裂面区域的水平向被动土压力合力，包括：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据库伦土压力理论，获取极限平衡条件下有限土体被动土压力最小值时所对应的破裂角，包括：

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述有限土体被动土压力合力与半无限土体被动土压力进行对比分析，包括：

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定有限土体被动土压力强度分布以及合力作用点位置，包括：

8.一种矿山固坡止水结构有限土体被动土压力计算系统，其特征在于，所述系统包括：

技术总结
本申请公开了一种矿山固坡止水结构有限土体被动土压力计算方法，涉及被动土压力计算技术领域，所述方法包括：获取不同滑面区域的设计参数；根据设计参数，结合有限土体被动土压力计算公式，计算得到不同滑裂面区域的水平向被动土压力合力；根据库伦土压力理论，获取破裂角；进行受力分析，获取水平向被动土压力合力与被动土压力合力的夹角，计算被动土压力合力；根据被动土压力合力，计算有限土体被动土压力系数；将有限土体被动土压力合力与半无限土体被动土压力进行对比分析，确定有限土体被动土压力强度分布及合力作用点位置。达成适应矿山固坡止水结构有限土体的实际力学特性，更准确地模拟土体与结构物间相互作用的技术效果。

技术研发人员：吴顺川,张思瑞,韩龙强,王超,陈杰,张小强,马庶钊
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19