沉井侧力和摩擦力计算.doc

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沉井设计与计算前，必须掌握如下有关资料：
上部或下部构造尺寸要求和设计荷载；
水文和地质资料
拟为是无限大。
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(5-4)
沉井根底受到墩台水平力H 及偏心竖向力N作用时[图5-19a〕]，为了计算方便，可以将上述外力简化为中心荷载N和水平力H的共同作用，转变后的水平力H距离基底的作用高度l [图5-19b]为：
图5-19 荷载作用情况
〔一〕非岩石地基上沉井根底计算
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图5-20 水平及竖直荷载作用下的应力分布
首先，考虑沉井在水平力H 作用下的情况。由于水平力的作用，沉井将围绕位于地面下z0 深度处A 点转动一w 角〔图5-20〕，地面下深度z 处沉井根底产生的水平位移Δ*和土的横向抗力pz*分别为：
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(5-5)
(5-6)
沉井根底底面处的压应力计算，考虑基底水平面上竖向地基系数C0不变，故其压应力图形与根底竖向位移图相似，有：
由上式可见，沉井井壁外侧土的横向抗力沿深度为二次抛物线变化。
将深度z处水平向地基系数代入上式pz*表达式，可以得到：
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或
对以上二式联立求解，可得 ：
，可以得到：
在上述公式中，有两个未知数z0和ω求解，可建立如下两个平衡方程式。
Σ*=0，可以得到：
\
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将上述z0和tanw表达式代入式〔5-5〕和式〔5-6〕，得到：
(5-7)

(5-8)
当有竖向荷载N 及水平力H 同时作用时，则基底平面边缘处的压力为

离地面或局部冲刷线以下深度z 处根底截面上的弯矩为：

(5-10)
(5-9)
(5-9)
(5-9)
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图 5-23 刃脚向外挠曲受力分析
最不利位置：，同时接筑完上节沉井，且沉井上部露出地面或水面约一节沉井高度时，刃脚斜面上土的抗力最大，且井壁外土、水压力最小，处于刃脚向外挠曲的。
1．刃脚竖向受力分析
〔1〕刃脚向外挠曲的内力计算
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3〕刃脚下抵抗力的计算。刃脚下竖向反力R〔取单位宽度〕可按下式计算
1) 刃脚外侧土压力及水压力的合力
或
2〕作用在刃脚外侧单元宽度上的摩阻力T1可按以下两 式计算，并取其较小者
4〕刃脚〔单位宽度〕自重g为
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〔5-37〕
〔5-38〕
〔5-39〕
式中：MR、MH、Me+w、MT、Mg分别为反力R、土压力及