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水利工程论文-关于地震主动动土压力计算公式探讨摘要：水工建筑物地震主动动土压力计算较为复杂，在现行水工建筑物抗震设计规范中提供的计算公式存在一定缺陷。通过大量计算分析及验证，对现行规范计算公式提出了改进意见，供大家借鉴。关键词：地震主动动土压力抗震规范1前言水工建筑物地震动土压力计算问题十分复杂，国内外目前大多采用在静土压力的计算式中，增加对滑动土楔的水平向和竖向地震作用，以此近似估算主动动土压力值。鉴于近似计算的滑动平面假定，在计算被动土压力时与实际情况差得很远，使结果不合理。因此，规范规定，地震被动动土压力计算应结合工程经验作专门研究。本文只针对主动动土压力计算公式进行分析。利用水工建筑物抗震设计规范（SL203-97）中给出的计算公式进行地震主动土压力计算时发现，计算的结果与原规范偏差很大。有的文献曾经分析过其中的取值，但不全面，现对公式中的某些数学符号进行比较分析，供大家借鉴。2算例为便于分析，现举一实例进行分析。某悬臂式挡土墙，墙后填土高度4.13m，填土表面单位长度的荷重为0KN/m，挡土墙面与垂直面夹角为0，填土表面和水平面夹角为0，土的重度的标准值取18.0kN/m3，土的内摩擦角为30，挡土墙面与土之间的摩擦角取三分之一土的内摩擦角，即10。3计算公式水工建筑物抗震设计规范（SL203-97）中给出的地震主动动土压力计算公式如下，其中Ce应取公式中按“”、“”号计算结果中的大值。式中FE地震主动动土压力代表值（kN/m）；q0土表面单位长度的荷重；1挡土墙面与垂直面夹角；2土表面和水平面夹角；H土的高度；g土的重度的标准值；j土的内摩擦角；qe地震系数角；d挡土墙面与土之间的摩擦角；z计算系数，拟静力法计算地震作用效应时一般取0.25，对钢筋混凝土结构取0.35，本计算取z=0.35；ah水平向设计地震加速度代表值，地震烈度度为0.1g，度为0.2g；av竖向设计地震加速度代表值，av=2ah/3；g重力加速度，9.8m2/s。4计算成果分析41计算成果为便于对比分析，土的摩擦角分别取10、15、20、25、30、35、40、45，地震烈度分别取度和度，按照SL203-97和SDJ10-78(试行)两套规范分别进行计算，计算结果见表1、表2。42成果分析从以上计算成果可以得出如下结论：1)97规范计算出的地震力是78规范计算值的数倍。2)随着土的摩擦角的增大，78规范计算出的土压力越来越小，97规范计算出的土压力越来越大，受力趋势不一致。3)地震烈度越大，97规范计算出的土压力越小，这是不符和实际规律的。从以上统计分析可以看出，现行水工建筑物抗震设计规范（SL203-97）计算的地震主动土压力的计算公式存在一定的不合理成份。从地震的作用效应来看，地震竖向分量av有两个方向，向上或向下，计算地震土压力时应分别计算，取其中的最大值为选用成果。至于原规范中规定的Ce应取公式中按“”、“”号计算结果的大值没有实际意义。43公式修正根据以上分析，修改计算公式如下（此公式已得到原规范主要起草人的答复）：修改后的计算成果见表3。从上表可以得出如下结论：1）修改后的公式新、旧规范计算结果相差不大，新规范比旧规范结果偏于安全。2）当e公式中取“