附录N 边墙与土体产生相对位移时的地震土压力计算
N.0.1 在水平均质地基中,当边墙与土体产生相对位移时,作用在刚性边墙上的地震土压力(包括静土压力)p(z)E及其沿深度的分布(图N.0.1),可按下列公式计算:
图N.0.1 边墙与土体产生相对位移时的地震土压力分布
式中:p(z)E——地面下z深度处作用在边墙上的地震土压力;
p(z)Eh——地面下z深度处作用在边墙上的水平地震土压力分量;
p(z)Ev——地面下z深度处作用在边墙上的竖直地震土压力分量;
K(Δ(z),θ)E——任意侧向位移条件下的地震土压力系数,可按式(N.0.1-6)或式(N.0.1-7)计算;
kh、θ——分别为水平地震系数和地震角,可按表N.0.1-1采用;
kv——竖向地震系数,8度、9度时,可取水平地震系数的1/3;6度、7度时可不计竖向地震影响;
δmoh——墙背有效摩擦角,可按式(N.0.1-4)或式(N.0.1-5)计算;
δ——墙背摩擦角,对混凝土墙面可取土的有效内摩擦角的1/4~1/3;
——土的有效内摩擦角;
γ——土层介质的重力密度;
z——从地面算起的土层深度;
R——土的侧向应变参数,可按式(N.0.1-8)或式(N.0.1-9)计算;
Δa、Δp——分别为达到主动和被动状态所需要的最大水平位移的绝对值,可近似取Δa=0.001H和Δp=0.01H;
Δ(z)——地面下z深度处的边墙与土体间的相对水平位移,可按式(N.0.1-10)计算,主动侧取负值,被动侧取正值;
Δ(z)W——地面下z深度处边墙的水平位移;
Δ(z)S、Δ(H)S——分别为地面下z和H深度处土体的水平位移,可用一维频域等效线性化波动分析方法计算或按经验公式(N.0.1-11)估算;
H——地面到边墙底缘的深度;
Hf——地面到设计基岩的最大深度;
K0——静止土压力系数,砂性土层可近似取K0=1-sin;
pa——大气压强,可取100kPa;
C、n——材料常数,可按式(N.0.1-13)~式(N.0.1-15)或由试验确定,n可取0.5;
G0——土的最大剪变模量,可按式(N.0.1-12)计算;
σ′m——土的平均有效应力;
e——土的孔隙比;
U——土的超固结比;
k——与黏性土的塑性指数Ip有关的常数,可按表N.0.1-2取值。
表N.0.1-1 水平地震力系数kh与地震角θ
表N.0.1-2 常数k的取值
N.0.2 边墙与土体产生相对位移时的地震土压力可按下列公式近似计算:
式中:p(z)Ea——刚性边墙主动地震土压力;
p(z)Ep——刚性边墙被动地震土压力;
Ea、Ep、h——分别为主动和被动地震土压力的合力和合力作用点高度;
KEa、KEp——分别为主动和被动土压力系数;
δ——墙背摩擦角,可按土的有效内摩擦角的1/3取值:
γ——土层介质的重力密度。