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附錄C。大型圓形淺倉(cāng)貯料壓力計(jì)算公式C、1，貯料壓力的計(jì)算C，1。1。大型圓形淺倉(cāng)或大直徑筒倉(cāng).由于其直徑較大。倉(cāng)頂結(jié)構(gòu)已不可能再使用普通的梁板構(gòu)件、通常都采用大跨度空間格構(gòu)或殼體結(jié)構(gòu)，在倉(cāng)壁頂面至裝料點(diǎn)的高度范圍內(nèi)，將會(huì)形成較大的有用空間，這種筒倉(cāng)大多是在倉(cāng)頂中心單點(diǎn)裝料，因此在倉(cāng)壁頂面至裝料點(diǎn) 將形成較大的圓錐料堆,這種貯料工況與一般的小型淺倉(cāng)對(duì)倉(cāng)壁產(chǎn)生的貯料壓力顯然不同、因此不能再使用小型淺倉(cāng)貯料壓力的計(jì)算方法 為此 本附錄根據(jù)可能出現(xiàn)的貯料工況,給出了簡(jiǎn)便的計(jì)算公式.各種物料除具有不同的內(nèi)摩擦外，也具有與其他不同物體的外摩擦,如物料對(duì)混凝土,砌體、鋼鐵等構(gòu)件的摩擦，外摩擦。這種摩擦不屬于物料自身之間摩擦，內(nèi)摩擦、與其相接觸構(gòu)件的剛性。光滑或粗糙程度及物料本身的粒徑組成及粘結(jié)特性有關(guān)、若貯料的外摩擦大于內(nèi)摩擦.則在卸料過(guò)程中將有大量的貯料粘貼在倉(cāng)壁上，同時(shí)還將影響貯料對(duì)倉(cāng)壁側(cè)壓力水平分力的大小,因此，為得到筒倉(cāng)設(shè)計(jì)最不利貯料荷載、也就是說(shuō)、在計(jì)算筒倉(cāng)環(huán)向拉力時(shí)，假定外摩擦為零.忽略外摩擦的作用,才能得到貯料對(duì)倉(cāng)壁壓力的最大的水平力。當(dāng)筒倉(cāng)需要計(jì)算豎向作用效應(yīng)時(shí)、外摩擦對(duì)倉(cāng)壁產(chǎn)生的摩擦力就不應(yīng)忽略 可以很簡(jiǎn)單地將最大水平力作為作用在倉(cāng)壁上的法向力乘以外摩擦系數(shù),即可得到相應(yīng)的摩擦力。這也是支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常采用的簡(jiǎn)化方法,它有利于提高結(jié)構(gòu)的可靠度.大型圓形淺倉(cāng)的倉(cāng)壁實(shí)際上也是一種支擋結(jié)構(gòu)、C,1 2.小型淺倉(cāng)貯料壓力的計(jì)算、以往近似的采用擋土墻主動(dòng)土壓力理論、墻背假定是光滑直立的墻面、這種計(jì)算是庫(kù)侖理論的平面問(wèn)題 在小型淺倉(cāng)設(shè)計(jì)時(shí),尤其是對(duì)于矩形淺倉(cāng)?；究梢苑匣驖M(mǎn)足設(shè)計(jì)要求.追求過(guò)細(xì)的精確計(jì)算結(jié)果對(duì)實(shí)際工程意義不大、但對(duì)于大型圓形淺倉(cāng) 再采用這種計(jì)算方法就與實(shí)際受力條件不符 圓形淺倉(cāng)及圓形深倉(cāng)的倉(cāng)壁是軸對(duì)稱(chēng)旋轉(zhuǎn)薄壁筒殼 其曲率半徑再大也是有限的 貯料滑動(dòng)體對(duì)倉(cāng)壁產(chǎn)生的側(cè)壓力應(yīng)屬于散體結(jié)構(gòu)力學(xué)的空間問(wèn)題,應(yīng)建立貯料在半無(wú)限空間中滑動(dòng)微元體極限平衡力系的微分方程,且令其導(dǎo)數(shù)等于零的理論計(jì)算 作用在倉(cāng)壁單位曲面上貯料滑動(dòng)微元體的力系如圖6所示 散體的半無(wú)限空間理論在土力學(xué)中被廣泛引用。庫(kù)侖在1773年 朗金在1875年創(chuàng)立的土力學(xué)經(jīng)典理論。就是以散體的半無(wú)限空間理論為基礎(chǔ)建立的，在支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中使用至今，筒倉(cāng)的倉(cāng)壁雖不同于平面擋墻。但也是支擋結(jié)構(gòu)、要將散體的空間受力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為平面問(wèn)題、并應(yīng)用在筒倉(cāng)工程中 了解散體半無(wú)限空間理論的原理是非常必要的，散體半無(wú)限空間理論的原理為 在半無(wú)限空間體系中 散體物料的變形常數(shù)E和橫向變形系數(shù)μ.泊松比 及其他物理參數(shù)是同性的，應(yīng)力與變形是線性關(guān)系?？臻g中同一深度處的荷載是相同的、在此條件下.散體空間某點(diǎn)單元體ZOXY的應(yīng)力與其他各個(gè)單元體相應(yīng)各點(diǎn)的應(yīng)力狀況也是相同的,單元體ZOXY散體的應(yīng)力分量σz、σy、τ,區(qū)別于固體力學(xué)。不取決于線性變形半空間體的變形常數(shù)E和μ.在此條件下。才可以認(rèn)定單元體ZOXY上的應(yīng)力及變形與其相鄰單元體上的應(yīng)力及變形是無(wú)關(guān)的.散體半無(wú)限空間理論在大量的建筑工程設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用、如擋土墻。條形基礎(chǔ)及路基等，可沿其長(zhǎng)度方向 邊緣地段除外 的任何位置處,用兩個(gè)平行剖面劃分出建筑的一個(gè)部分的計(jì)算結(jié)果，可代表整個(gè)建筑的受力狀態(tài)。如圖7中表示的其長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于寬度的條形基礎(chǔ)。擋土墻及各種路基、均可取其長(zhǎng)度方向單位截條ZOXY的計(jì)算值代表整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果 擋墻設(shè)計(jì)理論是散體力學(xué)的一部分.即散體力學(xué)的平面問(wèn)題。也就是假定擋墻為無(wú)限長(zhǎng)時(shí)，可取其中間的某一單元,在以其平面投影為矩形的楔形滑動(dòng)體極限平衡狀態(tài)下 求得代表整體擋墻的壓力,通常情況下、在設(shè)計(jì)擋墻時(shí)，為了得到最不利的水平荷載.經(jīng)常假定直立擋墻是剛性光滑的,忽略外摩擦,當(dāng)然在計(jì)算豎向荷載時(shí)，可以考慮把土體對(duì)擋墻的外摩擦力計(jì)入.對(duì)于大型圓形淺倉(cāng),直接使用庫(kù)倉(cāng)擋墻理論計(jì)算貯料壓力顯然偏大，而且筒倉(cāng)倉(cāng)壁的水平面也不是無(wú)限長(zhǎng)的直線墻體,筒倉(cāng)中的貯料雖然屬于空間問(wèn)題,但因其圓周是閉合的。因此可以認(rèn)為是無(wú)邊界的,故圖7中貯料微元體的極限平衡力系按半無(wú)限空間理論計(jì)算也是正確的.擋土墻背的土體滑動(dòng)體與筒倉(cāng)的貯料不同.前者的平面投影是矩形,后者是扇形、在筒倉(cāng)按薄壁筒殼樣條理論計(jì)算內(nèi)力時(shí).利用倉(cāng)壁單位弧長(zhǎng)上貯料壓力的計(jì)算結(jié)果.同樣可以代表筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算，這就是建立大型圓形淺倉(cāng)貯料壓力計(jì)算模型的理論依據(jù),按上述原則.圖7中微元體極限平衡力系微分方程的導(dǎo)數(shù)令其等于零、即可得到最大的貯料壓力.并取其與同工況擋墻主動(dòng)土壓的比值，即可得到本標(biāo)準(zhǔn)附錄C中的修正系數(shù)η及側(cè)壓系數(shù)λkn、這樣我們就可極其簡(jiǎn)便地利用.鐵路工程設(shè)計(jì)手冊(cè)。同類(lèi)工況平面擋土墻主動(dòng)土壓力的計(jì)算公式,進(jìn)行大型圓形淺倉(cāng)貯料壓力的計(jì)算，有人認(rèn)為.還要在單元體上增加垂直于兩側(cè)面的作用力、按散體半無(wú)限空間理論、顯然是多余的,要想得到更精確的解答.確實(shí)牽涉復(fù)雜的散體力學(xué)的很多理論問(wèn)題。這不是一般設(shè)計(jì)人員急切需要解決的問(wèn)題.況且.各種精確理論也都是在某些假定條件下建立的.其精確程度也是相對(duì)的、在工程設(shè)計(jì)時(shí)、利用前人的科技成果、解決新出現(xiàn)的問(wèn)題.是編制本標(biāo)準(zhǔn)附錄的目的,我國(guó)地質(zhì)條件的復(fù)雜程度。在世界上是獨(dú)一無(wú)二的,我國(guó)鐵路科技工作者為了克服鐵路工程的地質(zhì)災(zāi)害,利用庫(kù)侖理論推導(dǎo)的各種工況的平面擋墻計(jì)算公式,是經(jīng)過(guò)大量工程實(shí)踐驗(yàn)證的，也是可信，嚴(yán)謹(jǐn)及正確無(wú)誤的，利用其適用于筒倉(cāng)工況的公式 將其修正轉(zhuǎn)化后，成為本標(biāo)準(zhǔn)附錄C第2，3種工況,C,2.2條,C、2，3條、圓形淺倉(cāng)貯料壓力的計(jì)算公式是可行的，至于本標(biāo)準(zhǔn)附錄C的第1種工況 C 2，1條，由于，鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè),路基,中國(guó)鐵道出版社，1992年.沒(méi)有相應(yīng)的公式可借用。為此必須直接推導(dǎo)計(jì)算公式 為了取得最大水平貯料壓力值 工程界經(jīng)常假定倉(cāng)壁是直立、剛性及光滑的。也就是說(shuō) 忽略貯料的外摩擦對(duì)筒倉(cāng)環(huán)向力的計(jì)算是有利的、當(dāng)然?？梢詫}(cāng)壁法向最大水平力乘以貯料的外摩擦系數(shù)，即可得到貯料對(duì)倉(cāng)壁的豎向壓力.當(dāng)計(jì)入外摩擦的作用時(shí).則可能得到不同的破裂角θ值 不同的破裂角、反過(guò)來(lái)又會(huì)影響滑動(dòng)體體積及其重力的大小,從而又影響到破裂面及倉(cāng)壁對(duì)滑動(dòng)體重力極限平衡力系的調(diào)整、包括破裂面上的阻力及倉(cāng)壁對(duì)滑動(dòng)體的阻力。如前所述，影響本標(biāo)準(zhǔn)附錄C工況1的因素很多也很復(fù)雜,不能只用調(diào)整破裂角大小的方法作為本標(biāo)準(zhǔn)附錄C工況1是否存在的唯一理由，附錄中各工況中的安息角β不等于貯料的內(nèi)摩擦角φ、即β.φ、而且應(yīng)該小于內(nèi)摩擦角。即β φ。這是、鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè).路基、中國(guó)鐵道出版社 1992年.公式中的限定條件 否則不能套用該附錄的計(jì)算公式,至于安息角是否一定比內(nèi)摩擦角小 各種文件及資料有不同的看法 要了解什么是安息角。什么是內(nèi)摩擦角 安息角與內(nèi)摩擦角的關(guān)系.需要查看散體力學(xué)的有關(guān)論述.