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18》。75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Z:OX:。Y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Z—OXY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: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
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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!992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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