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
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177【3年、朗金在187!5,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ZO?XY: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:ZO:XY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
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《 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,OXY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—
! 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1:。99:2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?99:2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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