附录C 】 大型圆形浅仓贮】料压力计算公—式
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》。。C.1 贮—料压力的计算
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C.】1.1 《 大型圆形》浅仓或大直径筒【仓由于其直径较大】仓顶结?。构已不可能再使用】。普,通的梁板构件通常】都采用大跨度—空间格?。构或壳体结》构在:仓壁顶面至》装料点的高度范围内!。将会形成较大的【有,。用空间这种筒—仓大多是在仓顶中】心单点装料》因,此在仓?。壁顶面至装》。料点将形成较大的圆!锥料堆这种贮料工况!与一般的《小型浅仓对》仓壁产生的贮—料压力显然不—同因:此不能再《使用小?型,浅仓:贮料压力的计—算方法为此本附【。。录,根据:可能出现的贮—料工况给出》了简便?的计算公《式,;各种物料》。除具有不同的内摩擦!外也具有与其他【不同物体的外摩擦】如物料对混凝土【、,砌体、钢铁等—构件的摩擦(外摩擦!)这种摩擦不属于物!料自身?。之,间摩擦(内摩擦)】与其:相接触构件的刚【性光滑?或粗糙程度及物料本!身的粒径组成及粘结!。特性有关若贮—料的外摩擦大于内摩!擦则在卸《料过程中将》有大:量的贮料粘贴—在仓壁上同时还【将影响?贮料对仓壁侧压力】水平分力的大小【因此为得到》筒仓:设计最不利》贮料荷载也就是说】在计算?筒仓环?向拉力时假定—外摩擦为零忽略外摩!擦的作用才能得【到贮料对《仓壁:压力的最大的—水,平力当?筒仓需?要计算竖向作—用效应时外摩擦对】仓,壁产生的摩擦力就不!应忽略可以》很简单?地将最大水平—力作为?作用在?仓壁上的《法向力乘以》外摩擦系数》即可得?到相应的《摩擦:力这也是支挡结构设!计时经常采用的【简化方法它有利【于提:高结构?的,可靠度大型》圆形浅?仓的仓壁实》际上也是一种支挡】结,构
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C.《1.2 小型浅】仓贮料压力的计算以!往近似的采用挡土】墙,主动:土压力理论》墙背假定是光滑【直立的墙面这—种计算?是库仑?理论的?平面问题在小型浅仓!设计时尤其是对于】矩,形浅仓?基本可以符合或【满足设计要求追求】过细:的精确计《算结果对实》际工程意义》不大但对《于大型圆形浅仓再采!用这种计算方法就】与实际受力条件不符!;圆:形,浅仓及圆《形深仓的仓》壁,是轴对称《旋转薄壁筒壳其曲】率半径再大》也是有限的贮料滑】动体对仓壁》产生的侧压》力应属于散体结【构力学的《空,间问题应建立贮料】在半无限《空间:中滑动?微元体?极限平衡力系的微】分方程且《令其:导数等于《。零的理论计算作【用在仓壁单位曲面上!贮料滑动微元体的】。力系如图6》所示
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散体的!半无限空间理论在土!力,。学中被广《泛引用?。库仑:在1773年、朗金!在1875》年创立的《。土力学经典》理论就是以散体的】。半无限?空,间理论为基》础,建立:。的在支挡结》。构的设计中》使用至今筒仓的仓壁!虽不同于平面挡【墙但也是《支挡结构要将散体】的,空间受力状》态转化为平面问题】并应用在筒仓工程中!了解散体半无限空】间,理论的原理》是非常必要的
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《。 , ,散体半无《限空间?。理,论的原理为在半无】限空:间体系中散体—物料的变形常—数E和横向变—形系数μ《(泊松?比)及其他物理【参数是?同性的应《力与变形是线性关系!空间中同一》。深度处的荷载是【相同的在此条件下散!体空:。间某点?单元体ZOXY【的应力与《其,他各个单《元体相?应各:。点,的,。。应力状况也是相同】的,单元体ZOXY【散体的应力》分量σz、σy、】τ(区别于固体力】学,),不取决于线》性变形半空间体的变!形常数?E和μ在此》条,件下才可以认定单】。元体ZOXY上的】应力及变形与其【相邻单元体上的应力!及变形是无关—的,
! ,。散体半无限》空间理论在》大量的建筑工程设计!中得到了《广泛的应用如挡土墙!、条形基《础及路基等》可沿其长《度方:向(边?缘地段除外)的【任何位置《处用两?个平:。行剖:面划分出建筑的一】个部分的计算结【果,可代表整《个建筑的《受力状?态如图7中表示的】。其长度远大》于宽:度的条形《基础、?挡,土墙及各《种路基均可取其长】度,方向单位截条Z【。O,XY的计算值代表整!体结构的计算结果】
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: 挡墙设【。计理论是《。散体:力学的一《部分即散《体力学的平面问【题也就是假定—挡墙为无限长—时可取其中间的【某一单元在以其平】面投影为《矩形的楔形滑动体】极限平衡状态—下求得代表整—体挡:墙的压力通常—情况下在设计挡墙时!为了得到最不利的】水平荷载经常—假定直立挡墙是刚性!光滑:的(忽?略外摩擦)当然在】计算竖向《荷载时可以》考虑把土体对挡【墙的:。。外摩擦?力计入;《对于大型《圆形浅?仓直接使《用库仓挡墙理论计算!贮料:压力显然偏大—而且筒仓仓壁—的,水平面也《不是无限长的直线】墙体筒仓中的—贮料虽?然属于空间问—题但因其《圆周是?。闭合的因《此可以认为是无边界!的故图?7中贮料微元体的极!限平衡力系》按半无限空》间理论计算也是【正确的挡土墙背【的,土体:滑动体与筒仓的贮】料不同前者的平面】投影是矩形后—者是扇形在》筒仓按薄壁》筒壳样条理论—计算内?力时利?用仓壁单位弧长上贮!料压力的《计算:结果同样可以—代表筒仓结构的计算!。这就:是建立大型圆形【浅仓:贮,料压力计算模—型的理论依据按上述!原,则图7中微元体极限!平衡:力系微分方程—的导数令其等于【零,即可得到最大的【贮料压力《并取其与同工况挡】墙主动土压的比值即!可得到本标》准附录C中的—修正系数η及侧压】。系数λkn这样【我们就可极其简便】地利用铁《路工程设计手册同】类工:况平面挡土墙主动土!。压力的?计算公式进》行大型圆形浅仓贮】料压力的计算有人】认为还要在单元【体上增加垂直于两侧!面的:作用力按散体—半无限空间理论显】然是多?余的
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!要想得到更》。精确的解答确实【牵涉复?杂的散体力学的很多!理论问题这不是一般!设计人员《急切需要解决的问题!况且各种精确理论】也都是在某》些假定条件下建【立的其精确程度也是!相对:的
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? 在工程设计时】利用前人的科—技成果解决新出现的!问题是编制本标准】附录的?目的我国《地质条件的复杂程】度在世界上是独一无!二的:我国铁路《科技工作者为了【。克服铁路工程—的地质灾害利用库仑!理论推导的》各种工况的平面【挡墙计算公式是经】过大量工程实践验】证的:也是可信《、,严谨及正确无误的利!。。用其适用于筒仓工】况的公式将》。其修:。。正转化后成为本标准!附,录C第2、》3种工况(C.2.!2条、C.2.【3条)圆《形,浅仓贮?料压力的计》算,公,式是可行的
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《 , 至于《本标准?附录C的第1种工】况(C.2.1条)!。。由于铁路《工程:设计技术手册路基】(中:国铁道出版社199!2年)没有相—应的公式可借用为此!必须直接推导计算公!式为了取得最大【水平贮?料压力值工程—界经常假定仓壁是直!立,、刚性及光》滑的也就是说—忽略贮料的》外摩擦对筒仓—环,向,力的计算是》有利的当然》可以将?仓,壁法:向最大?水平力乘以贮料【的外摩擦系》数即可得到贮料对仓!壁的竖向《压力:当,计入:外摩擦的作用时则可!。能得到不同》的破裂角θ值不同的!破裂角反过来又【会影响滑动体体【积及其重力的大小】从而又影响到破【裂面:及仓壁?对滑动体重力极【限平衡力系的调【整包括破裂》面上的阻力及仓【壁对滑动体的阻力如!前所述影响本标准附!录C工况1》的因素很多也很复】杂不能只用调—整破裂角大小的【方法作为本标准附】录C工况《1是否存《。在,的唯一理由
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】 ,。附录中各工况中的安!息角β不等》于贮料的内》摩擦:角φ即?。β,≠φ而且应该小于内!摩擦角即β<—φ这是铁路工程【设计技术手册路基(!中国铁?道出版?社1:9,92年)公式—中的限?定条件否则不—能套用该附》录的计算公式至【于安息角是否—一定比?内摩擦角小》各种文件及》资料有不《同的看法《要了解什《么是安息角》什么是内《摩擦角安息角与内】摩,擦角的关系需要查】看散体力学的—有关论述
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