(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111677911.4 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 中国长江三峡集团有限公司 地址 430010 湖北省武汉市江岸区六合路1 号 (72)发明人 孙志禹　牛玉龙　李晶华　向欣　 李文伟　 (74)专利代理 机构 宜昌市三峡专利事务所 42103 代理人 刘翠霞 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 17/15(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种考虑挡土墙位移的土压力及稳定性计 算方法 (57)摘要 本发明提供一种考虑挡土墙位移的土压力 及稳定性计算方法， 包括根据挡土墙剖面参数和 墙后土体物理力学参数， 假设边坡土体的内摩擦 角发挥值与挡土墙位移呈线性关系， 计算挡土墙 位移时的土体内摩擦角发挥值。 根据极限分析理 论， 得到极限状态下墙后土体中的对 数螺线滑裂 面和非极限状态下的对数螺线潜在 滑裂面， 由水 平条分法得到挡土墙不同位移时的土压力， 进而 计算得到挡土墙稳定性 （抗滑、 抗倾覆） 随位移的 变化关系。 本发 明可计算挡土墙在正常工作状态 及发生位移时土压力及墙体稳定性的影响以及 边坡中剪切带随挡土墙位移的演化规律， 较为准 确的评估挡土墙的工作状态， 理论严谨， 公式简 单实用， 方便工程实际应用， 具有很好的推广应 用价值。 权利要求书2页 说明书4页 附图5页 CN 114329725 A 2022.04.12 CN 114329725 A 1.一种考虑挡土墙位移的土 压力及稳定性计算方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1： 确定挡土墙剖面 参数和墙后土体物理力学参数； S2： 假设边坡土体的内摩擦角发挥值与挡土墙位移呈线性关系， 得到挡土墙位移时的 土体内摩擦角发挥值； S3： 根据极限分析理论， 得到极限状态下墙后土体中的对数螺线滑裂面； S4： 假设挡土墙位移过程中， 对数螺线滑裂面的旋转中心不变， 得到非极限状态下的对 数螺线潜在滑裂面； S5： 假设墙 ‑土间外摩擦角、 土体黏聚力与土体内摩擦角同步发挥， 根据挡土墙不同位 移时的潜在滑裂面和挡土墙不同位移时的墙 ‑土间外摩 擦角发挥值、 土体黏聚力发挥值， 由 水平条分法得到挡土墙不同位移时的土 压力F； S6： 由挡土墙不同位移时的土 压力计算得到挡土墙稳定性随位移的变化关系。 2.根据权利要求1所述的一种考虑挡土墙位移 的土压力及稳定性计算方法， 其特征在 于： 所述步骤S1中， 挡土墙剖面参数包括挡土墙 高度H、 顶边长d1和底边长d2， 挡土墙的密度 ρ'和挡土墙底部的墙 ‑土摩擦系数μ， 墙后土体物理力学参数包括土体密度ρ、 内摩擦角 和 黏聚力c以及墙 ‑土间外摩擦角 δ。 3.根据权利要求2所述的一种考虑挡土墙位移 的土压力及稳定性计算方法， 其特征在 于： 所述步骤S2中， 挡土墙位移时的土体内摩擦角发挥值表达式为： 式中： 为土体的内摩擦角发挥值， 为静止状态 时土体的内摩擦角发挥值， S为挡土 墙的位移， Sc为极限状态下的挡土墙位移。 4.根据权利要求2所述的一种考虑挡土墙位移 的土压力及稳定性计算方法， 其特征在 于： 所述步骤S 3中， 极限状态下墙后土体中的滑裂面采用对 数螺线型式， 可得到 极限状态下 的对数螺线滑裂面表达式为： 式中： r0为对数螺线起点对应的极径， rc为对数螺线终点对应的极径， θ0为对数螺线起 点对应的极角， θc对数螺线终点对应的极角。 5.根据权利要求4所述的一种考虑挡土墙位移 的土压力及稳定性计算方法， 其特征在 于： 所述步骤S4中， 非极限状态下的对数螺线潜在滑裂面表达式为： 6.根据权利要求5所述的一种考虑挡土墙位移 的土压力及稳定性计算方法， 其特征在 于： 所述步骤S 5中， 假设墙 ‑土间外摩擦角、 土体黏聚力与土体内摩擦角同步 发挥， 挡土墙不 同位移时的墙 ‑土间外摩擦角发挥值、 土体黏聚力发挥值的表达式为： 式中： δm为墙‑土间外摩擦角发挥值， cm为土体黏聚力发挥值， 为土体的内摩擦角发挥 值。 7.根据权利要求6所述的一种考虑挡土墙位移 的土压力及稳定性计算方法， 其特征在权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114329725 A 2于： 所述步骤S6中， 挡土墙抗滑、 抗 倾覆稳定系数的表达式为： 式中： Ks、 Kt分别为挡土墙的抗滑和抗倾覆稳定系数， G为挡 土墙重力， Fx、 Fz分别为土压 力F在水平和竖直方向的分力， x0为挡土墙重力作用点与墙趾之间的水平距离， xf、 zf分别为 土压力F作用点与墙趾之间的水平和竖直距离 。 8.根据权利要求1所述的一种考虑挡土墙位移 的土压力及稳定性计算方法， 其特征在 于： 所述墙后土体为 黏性土， 土体表面水平且无 上覆荷载。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114329725 A 3