基于三剪统一强度理论的挡土墙土压力的极限平衡理论计算研究

摘要

强度理论是工程中应用最广泛的技术基础理论之一,是各种工程结构强度计算和设计必需的基础理论,在理论研究、工程应用和材料的有效利用等方面都具有重要的意义。本文介绍了强度理论的发展过程以及Mohr-Coulomb强度理论、双剪统一强度理论、三剪统一强度理论的内容、基本原理,表达式等,并在此基础上对三种强度理论进行对比分析,最终得出三剪强度理论是强度理论最一般的形式,其他的强度理论都是它的特殊情况或线性逼近,它包括了所有强度理论的内容,真正意义上地实现了强度理论的统一。
　　本文将三剪统一强度理论应用到挡土墙土压力计算中,推导出按极限平衡理论计算挡土墙主、被动土压力的计算公式,这些公式可以灵活地适用于各种不同特性填土材料土压力的计算。在此基础上运用QBASIC软件分别对三种强度理论计算挡土墙土压力的计算过程进行编程,并应用Z_SOIL.PC有限元软件做了同样的分析计算,从而得到更为准确、科学、全面的解,以期能够充分发挥材料强度潜质、降低工程造价和节约能源,并能指导工程实际应用,进而带来一定的社会效益和经济效益。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2强度理论的发展过程

1.3研究目标及研究内容

第二章 工程强度理论

2.1概述

2.2 Mohr-Coulomb强度理论

2.3双剪统一强度理论

2.4三剪统一强度理论

2.5三种强度理论对比分析

2.6本章小结

第三章 基于三剪统一强度理论的挡土墙土压力计算

3.1概述

3.2土的极限平衡理论

3.3土的静力平衡微分方程

3.4土的极限平衡条件和平面极限平衡微分方程

3.5特征线方程及方程的解

3.6基于三剪统一强度理论的挡土墙主动土压力计算

3.7基于三剪统一强度理论的挡土墙被动土压力计算

3.8本章小结

第四章 基于QBASIC的挡土墙土压力设计计算程序

4.1 QBASIC语言

4.2算例

4.3计算步骤

4.4 QBASIC程序设计

4.5本章小结

第五章 有限单元法

5.1 Z_SOIL.PC有限元软件简介

5.2有限元数值计算

5.3结果分析

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1主要结论

6.2研究展望

参考文献

附录（程序代码）

致谢