(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210603192.X (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 湖南大学 地址 410082 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路麓山门 (72)发明人 徐赞　曹文贵　崔鹏陆　李慧鑫　 张超　刘涛　贺敏　胡闽　李兆帅　 魏运波　王峰　张兴毅　陈铭　 (74)专利代理 机构 北京百年育人知识产权代理 有限公司 1 1968 专利代理师 张鹭丝 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/13(2006.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种墙后填土主应力传递与分布方法 (57)摘要 本发明涉及建筑工程技术领域， 且公开了一 种墙后填土主应力传递与分布方法， 包括以下步 骤： S1、 沿墙埋深度分别为h和h+Δh的墙背 面点A 和B的两条主应力迹线分别形成曲线型薄层单元 ABB'A'； 单元上侧界面AA'有最小主应力σ3作 用， 而下侧界面BB'有对应的最小主应力σ3+Δ σ3作用， 它们的大小和方向均随θ变化而变化； 本发明利用薄层单元两个方向静力平衡条件和 一个转动力矩平衡条件获得关于θ、 σ1和σ3的 三个微分方程， 从而获得两个主应力的解析方 法， 另外借助薄层单元静力平衡条件以及主应力 迹线上质点的静力平衡条件对三个微分方程进 行求解， 最终获得墙后填土主应力分布解析结 果。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115048693 A 2022.09.13 CN 115048693 A 1.一种墙后填土主应力传递与分布方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 沿过埋深度分别为h和h+Δh的墙背面点A和B的两条主应力迹线分别形成曲线型薄 层单元ABB'A'； 单元上侧界面AA ′有最小主应力σ3作用， 而下侧界面BB'有对应的最小主应 力σ3+Δσ3作用， 它们的大小和方向均随θ 变化而变化； S2、 靠挡土墙的一侧截取薄层单元ABB'A'的一段ABCD， 边界DC的位置由θ决定， DC表面 有最大主应力σ1作用， 线段DC的长度s可视为曲线型薄层单元段ABCD的厚度， 边界AB有墙土 接触应力σw和τw作用， 实际上， σ1和σ3分别为主应力迹线AA ′上任一点D的最大和最小主应 力； S3、 视薄层 单元段ABCD为隔离体， 考虑其上下界面AD和BC的分布作用力的大小与方向、 薄层单元厚度s和重力随θ 变化而变化的影响进行 单元受力分析； S4、 依据薄层单元段ABCD的静力平衡条件可得到两个方向静力与一个力矩平衡方程， 并就这三个方程分别对 θ 求偏导数 可得基于薄层单 元静力平衡的一组微分方程； S5、 依据单元界面AA ’(即主应力迹线)上质点D在直角坐标系xoy中的应力平衡微分方 程并考虑xoy坐标系与主应力迹线上质点D主应力坐标系之间的坐标变换关系可得到基于 质点静力平衡的另一组微分方程； S6、 联立求解上述基于曲线型薄层单元及其上边界质点静力平衡的两组微分方程， 并 结合边界条件即可获得墙后填土主应力分布解析 方法。 2.根据权利要求1所述的一种墙后 填土主应力传递与分布方法， 其特征在于： 所述步骤 S1中Δh和Δσ3均为无穷小微 量。 3.根据权利要求1所述的一种墙后 填土主应力传递与分布方法， 其特征在于： 所述步骤 S2中， 线段DC的长度s受θ直接影响， 并且σw和 τw为埋深h的挡土墙土压力， 另外σ1和σ3分别为 主应力迹线A A’上任一点D， 其位置由h和 θ描述。 4.根据权利要求1所述的一种墙后 填土主应力传递与分布方法， 其特征在于： 所述步骤 S3中， 上下界面AD和BC的分布作用力为σ3和σ3+Δσ3。 5.根据权利要求1所述的一种墙后 填土主应力传递与分布方法， 其特征在于： 所述步骤 S4中的两个方向分别为x和y坐标轴方向。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115048693 A 2一种墙后填土 主应力传递与分布方 法 技术领域 [0001]本发明涉及建筑工程 技术领域， 具体为 一种墙后填土主应力传递与分布方法。 背景技术 [0002]建筑工程， 指通过对各类房屋建筑及其附属设施的建造和与其配套的线路、 管道、 设备的安装活动所形成的工程实体。 其中 “房屋建筑 ”指有顶盖、 梁柱、 墙壁、 基础以及能够 形成内部空间， 满足人们生产、 居住、 学习、 公共活动需要的工程。 在 对建筑工程进 行施工的 时候， 常常需要在建筑墙后进行填土操作， 用于减小建筑与地面之间的间隙同时保证建筑 的稳固性。 而在建筑墙后进 行填土后， 土会对建筑墙体造成一定的压力， 为了保证土压不会 对建筑墙体造成伤害， 需要对墙后填土的主应力 分布进行分析。 而现有基于薄层单元分析 研究挡土墙土压力分析方法时常常还需要就薄层单元 受力情况进 行各种人为假设的原因， 导致现有研究缺乏理论 严密性。 发明内容 [0003](一)解决的技 术问题 [0004]针对现有技术的不足， 本发明提供了一种墙后填土主应力传递与分布方法， 解决 了上述背景技 术中所存在的问题。 [0005](二)技术方案 [0006]为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 一种墙后填土主应力传递与分布方 法， 包括以下步骤： [0007]S1、 沿过埋深度分别为h和h +Δh的墙背面点A和B的两条主应力迹线 分别形成曲线 型薄层单元ABB'A'； 单元上侧界面AA ′有最小主应力σ3作用， 而下侧界面BB'有对应的最小 主应力σ3+Δσ3作用， 它们的大小和方向均随θ 变化而变化； [0008]S2、 靠挡土墙的一侧截取薄层单元ABB'A'的一段ABCD， 边界DC的位置由θ 决定， DC 表面有最大主应力σ1作用， 线段DC的长度s可视为曲线型薄层单元段ABCD的厚度， 边界AB有 墙土接触应力σw和 τw作用， 实际上， σ1和σ3分别为主应力迹线AA ’上任一点D的最大和最小主 应力； [0009]S3、 视薄层单元段ABCD为隔离体， 考虑其上下界面AD和BC的分布作用力的大小与 方向、 薄层单 元厚度s和重力随θ 变化而变化的影响进行 单元受力分析； [0010]S4、 依据薄层单元段AB CD的静力平衡条件可得到两个方向静力与一个力矩平衡方 程， 并就这三个方程分别对 θ 求偏导数 可得基于薄层单 元静力平衡的一组微分方程； [0011]S5、 依据单元界面AA ’(即主应力迹线)上质点D在直角坐标系xoy中的应力平衡微 分方程并考虑xoy坐标系与主应力迹线上质点D主应力坐标系之间的坐标变换关系可得到 基于质点静力平衡的另一组微分方程； [0012]S6、 联立求解上述基于曲线型薄层单元及其上边界质点静力平衡的两组微分方 程， 并结合 边界条件即可获得墙后填土主应力分布解析 方法。说　明　书 1/3 页 3 CN 115048693 A 3