【正文】 NT= 23 SEGMA: ELEMENT= 24 SEGMA: ELEMENT= 25 SEGMA: ELEMENT= 26 SEGMA: ELEMENT= 27 SEGMA: ELEMENT= 28 SEGMA: ELEMENT= 29 SEGMA: ELEMENT= 30 SEGMA: ELEMENT= 31 SEGMA: ELEMENT= 32 SEGMA: 4 主應(yīng)力計(jì)算 在有限元單元計(jì)算時(shí)，可以得出兩個(gè)方向的主應(yīng)力，即一個(gè)正應(yīng)力和一個(gè)切應(yīng)力。在材料力學(xué)書上可以查到，主應(yīng)力的計(jì)算公式： (41) (42)將式（41）對取導(dǎo)數(shù)，并令此導(dǎo)數(shù)等于零，可以得到達(dá)到極限值時(shí)的值，以表示此值，即： （43）利用三角關(guān)系： （44） （44）將（43）代入（44），再回代入式（41）即可得到公式如下： (45）式中和分別為主平面上最大和最小正應(yīng)力，也就是土體所承受的主應(yīng)力。 在利用上面公式計(jì)算出土體的最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力之后，才能進(jìn)行穩(wěn)定性分析和判斷。表4 A情況下各單元主應(yīng)力單元方向穩(wěn)定性100000穩(wěn)定2穩(wěn)定3穩(wěn)定4穩(wěn)定5穩(wěn)定6穩(wěn)定7穩(wěn)定8穩(wěn)定9穩(wěn)定10穩(wěn)定11穩(wěn)定12穩(wěn)定13不穩(wěn)定14穩(wěn)定15穩(wěn)定16穩(wěn)定17穩(wěn)定18穩(wěn)定19穩(wěn)定20穩(wěn)定21不穩(wěn)定22不穩(wěn)定23穩(wěn)定24穩(wěn)定25穩(wěn)定26穩(wěn)定27穩(wěn)定28不穩(wěn)定29穩(wěn)定30穩(wěn)定31不穩(wěn)定32穩(wěn)定表5 B情況下各單元主應(yīng)力單元方向穩(wěn)定性100000穩(wěn)定2穩(wěn)定3穩(wěn)定4穩(wěn)定5穩(wěn)定6穩(wěn)定7穩(wěn)定8穩(wěn)定9穩(wěn)定10穩(wěn)定11穩(wěn)定12穩(wěn)定13不穩(wěn)定14穩(wěn)定15穩(wěn)定16穩(wěn)定17穩(wěn)定18穩(wěn)定19 穩(wěn)定20穩(wěn)定21不穩(wěn)定22不穩(wěn)定23穩(wěn)定24穩(wěn)定25穩(wěn)定26穩(wěn)定27穩(wěn)定28不穩(wěn)定29穩(wěn)定30穩(wěn)定31不穩(wěn)定32穩(wěn)定表6 C情況下各單元主應(yīng)力單元方向穩(wěn)定性100000穩(wěn)定2穩(wěn)定3穩(wěn)定4穩(wěn)定5穩(wěn)定6穩(wěn)定7穩(wěn)定8穩(wěn)定9穩(wěn)定10穩(wěn)定11穩(wěn)定12穩(wěn)定13不穩(wěn)定14穩(wěn)定15穩(wěn)定16穩(wěn)定17穩(wěn)定18穩(wěn)定19穩(wěn)定20穩(wěn)定21不穩(wěn)定22不穩(wěn)定23穩(wěn)定24穩(wěn)定25穩(wěn)定26穩(wěn)定27穩(wěn)定28不穩(wěn)定29穩(wěn)定30穩(wěn)定31不穩(wěn)定32穩(wěn)定5穩(wěn)定性分析根據(jù)極限應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度包絡(luò)線之間的幾何關(guān)系，可以建立以土的主應(yīng)力表示的土的極限平衡條件：設(shè)土體中某點(diǎn)受到力之后被剪切破壞時(shí)的破裂面與主平面成的角度為 角，并且該點(diǎn)是處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的摩爾圓與抗剪強(qiáng)度包絡(luò)線相切與A點(diǎn)的位置，如下圖10所示。由圖10可知 又 , 可以得到 （51）上式即為土體保持穩(wěn)定的極限條件，當(dāng)時(shí)，說明土體不穩(wěn)定；同樣，當(dāng)時(shí)，表明土體能保持穩(wěn)定。圖11 土的極限平衡狀態(tài) A：當(dāng)彈性模量E=7Mpa，泊松比=單元1: (穩(wěn)定)單元2: (穩(wěn)定)單元3: (穩(wěn)定)單元4: (穩(wěn)定)單元5: (穩(wěn)定)單元6: (穩(wěn)定)單元7: (穩(wěn)定)單元8: (穩(wěn)定)單元9: (穩(wěn)定)單元10: (穩(wěn)定)單元11: (穩(wěn)定)單元12: (穩(wěn)定)單元13: (不穩(wěn)定)單元14: (穩(wěn)定)單元15: (穩(wěn)定)單元16: (穩(wěn)定)單元17: (穩(wěn)定)單元18: (穩(wěn)定)單元19 (穩(wěn)定)單元20: (穩(wěn)定)單元21: (不穩(wěn)定)單元22: (不穩(wěn)定)單元23: (穩(wěn)定)單元24: (穩(wěn)定)單元25: （穩(wěn)定)單元26: (穩(wěn)定)單元27： (穩(wěn)定)單元28: (不穩(wěn)定)單元29: (穩(wěn)定)單元30: (穩(wěn)定)單元31: (不穩(wěn)定)單元32: (穩(wěn)定) B：當(dāng)彈性模量E=15Mpa，泊松比=單元1: (穩(wěn)定)單元2: (穩(wěn)定)單元3: (穩(wěn)定)單元4: (穩(wěn)定)單元5: (穩(wěn)定)單元6: (穩(wěn)定)單元7: (穩(wěn)定)單元8: (穩(wěn)定)單元9: (穩(wěn)定)單元10: (穩(wěn)定)單元11: (穩(wěn)定)單元12: (穩(wěn)定)單元13: (不穩(wěn)定)單元14: (穩(wěn)定)單元15: (穩(wěn)定)單元16: (穩(wěn)定)單元17: (穩(wěn)定)單元18: (穩(wěn)定)單元19: (穩(wěn)定)單元20: (穩(wěn)定)單元21: (不穩(wěn)定)單元22: (不穩(wěn)定)單元23: (穩(wěn)定)單元24: (穩(wěn)定)單元25: (穩(wěn)定)單元26: (穩(wěn)定)單元27: (穩(wěn)定)單元28: (不穩(wěn)定)單元29: (穩(wěn)定)單元30: (穩(wěn)定)單元31: (不穩(wěn)定)單元32: (穩(wěn)定) C:當(dāng)彈性模量E=19Mpa，泊松比=單元1: (穩(wěn)定)單元2: (穩(wěn)定)單元3: (穩(wěn)定)單元4: (穩(wěn)定)單元5: (穩(wěn)定)單元6: (穩(wěn)定)單元7: (穩(wěn)定)單元8: (穩(wěn)定)單元9: (穩(wěn)定)單元10: (穩(wěn)定)單元11: (穩(wěn)定)單元12: (穩(wěn)定)單元13: (不穩(wěn)定)單元14: (穩(wěn)定)單元15: (穩(wěn)定)單元16: (穩(wěn)定)單元17: (穩(wěn)定)單元18: (穩(wěn)定)單元19: (穩(wěn)定)單元20: (穩(wěn)定)單元21: (不穩(wěn)定)單元22: (不穩(wěn)定)單元23: (穩(wěn)定)單元24: (穩(wěn)定)單元25: (穩(wěn)定)單元26: (穩(wěn)定)單元27: (穩(wěn)定)單元28: (不穩(wěn)定)單元29) (穩(wěn)定)單元30: (穩(wěn)定)單元31: (不穩(wěn)定)單元32: (穩(wěn)定)圖12 三種情況下邊坡穩(wěn)定性示意圖 通過對各個(gè)單元的計(jì)算結(jié)果后知道，在天氣情況較好的條件下，邊坡的各個(gè)元素單元還是比較穩(wěn)定的，但是在下暴雨和情況下，邊坡的穩(wěn)定性就有很大的問題了，特別需要注意的是最上面的那幾個(gè)角和最下面的邊坡，很容易造成滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，所以這些個(gè)地方是特別需要注意添加支護(hù)設(shè)計(jì)的地方。這個(gè)邊坡是我們學(xué)校校車每次進(jìn)出的必經(jīng)之路，所以它的穩(wěn)定性工作也很重要。通過計(jì)算的結(jié)果我們知道，邊坡靠近山體的那一面是很容易形成滑坡的，主要原因就是那上面的土都是風(fēng)化樂的散土，在大雨或者特大暴雨的重刷下，很容易帶走表面的浮土，很可能造成大面積的滑坡。所以我們在進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要特別注意的就是那上面的幾個(gè)單元，對那上面的幾個(gè)單元在有必要的時(shí)候可以利用配筋的擋土墻去保證構(gòu)造的強(qiáng)度。還有就是靠近坡底部的那個(gè)地方，因?yàn)橛袚跬翂Φ闹亓瓦吰峦恋臋M向壓力的作用下，承受的力很大，也是很脆弱的部分，雖然在計(jì)算穩(wěn)定性的分析中是穩(wěn)定的，但也是要特別注意的環(huán)節(jié)，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候也可以利用高強(qiáng)度的要求來確定支護(hù)設(shè)計(jì)。我們的支護(hù)設(shè)計(jì)雖然是針對計(jì)算結(jié)果的那些不穩(wěn)定單元，但是其他穩(wěn)定的單元也要添加相應(yīng)的保護(hù)措施，使整體擋土墻的穩(wěn)定性得到保證，這樣才不會違背經(jīng)濟(jì)節(jié)約，確保穩(wěn)定的原則。6支護(hù)設(shè)計(jì) 支護(hù)設(shè)計(jì)是這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，也是最關(guān)鍵的一步，首先需要確定的就是支護(hù)方式。在支護(hù)的方式確定之后，需要進(jìn)行的就是設(shè)計(jì)支護(hù)的各個(gè)參數(shù)及要求。在老師的指導(dǎo)下，我最后的決定就是重力式擋土墻。重力式擋土墻是利用擋土墻本身重力來維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定為原理，重力式擋土墻可用石砌或混凝土建成，普遍的都做成單一的梯形。它是我國如今利用最多的一種擋土墻。重力式擋土墻，指的是依附墻身自重來抵制土體側(cè)壓力的擋土墻。重力式擋土墻能夠使用石砌或者混凝土建成，大多都設(shè)計(jì)成梯形的截面，他同時(shí)還具備取材方便，施工便利，經(jīng)濟(jì)效益好的各種優(yōu)點(diǎn)，在很多的的大型工程中有著很普遍的使用。重力式擋土墻大多都是不配鋼筋或者局部配筋，高度視情況而定，在我們學(xué)校這個(gè)區(qū)域選擇這個(gè)擋土墻是最有利并且不耗費(fèi)更多的經(jīng)濟(jì)。 在墻身材料選擇的問題上，應(yīng)該結(jié)合所支護(hù)周圍的環(huán)境，與周圍的材料相適應(yīng)。在重力式擋土墻的設(shè)計(jì)方面，要求的是混凝土的強(qiáng)度等級都不應(yīng)該小于C15，墻身采用的砌石、塊石等的抗壓強(qiáng)度等級一般都不應(yīng)該小于MU30，并且砌石、石料的選擇應(yīng)該采用堅(jiān)實(shí)的，未風(fēng)化或者風(fēng)化程度比較低的材料。 重力式擋土墻因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)特殊的原因，對里面的回填土的要求也是很高的?；靥钔猎谕馏w的壓力下，必需要有足夠的穩(wěn)定性和構(gòu)造強(qiáng)度。在保證擋土墻能發(fā)揮作用的前提下，還要確保其斷面的尺寸良好，工程的預(yù)算造價(jià)合理。在土力學(xué)的書上可以知道，土的容重越大的時(shí)候，土的壓力也就越大，內(nèi)摩擦角越大的話，土的壓力也越小。所以我在查閱了資料之后需要選擇容重比較小，內(nèi)摩擦角又很大的填土材料，一般的情況下都會選擇條石塊石比較好，穩(wěn)定性又可以得到保證，抗剪強(qiáng)度也符合要求，在下大雨的天氣里排水性也可以得到滿足。 但是我們黃石地區(qū)的土體大多以粘性土為主，作為回填的話不容易壓實(shí)，并且透水性方面也不夠好，在多雨的