某工程顶进直径为1640mm的钢筋混凝土管,顶进长度为30m,管顶覆土深度为5m,土重度γ=17kN／m3,土的摩擦角φ为200,摩擦系数f=0.25,求最大顶力值。设混凝土管外径D1=1910mm,管节单位长度重量G=20kN／m。(已知当H／D1=2.6时,KP=0.7)
题目
某工程顶进直径为1640mm的钢筋混凝土管,顶进长度为30m,管顶覆土深度为5m,土重度γ=17kN／m3,土的摩擦角φ为200,摩擦系数f=0.25,求最大顶力值。设混凝土管外径D1=1910mm,管节单位长度重量G=20kN／m。(已知当H／D1=2.6时,KP=0.7)
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参考答案和解析
参考答案：【解】现在H/D1=5/1.91=2.6
由图13-3查得Kp=0.7。又γ=17KN/m3，L=30m，故管顶的竖向土压力为：
Pv=Kp·γ·H·D1·L=0.7×17×5×1.91×30=3409KN
管侧的水平土压力为：
PH=γ(H+D1/2)D1Ltan2(45°-ψ/2)
=17(5+1.91/2)×1.91×30×tan2(45°-20°/2)=2844KN
管段全长总重
PB=GL=20×30=600KN
全管段长的总摩擦力值
F=f(2Pv+2PH+PB)=0.25(2×3409+2×2844+600)=3276.5KN
如果管端无刃脚，则
A为管段面积：A=四分之(D1平方-D平方)·π
=四分之(1.91平方-1.64平方)·3.1416=0.753㎡
取黏性土RA=500KN/㎡，则贯入阻力
PA=RA·A=500·0.753=376.5KN
总需顶力值为摩擦力与贯入阻力之和，并考虑安全系数为1.2，
则总顶力为：Rf=K·(F+PA)=1.2(3276.5+376.5)=1.2×3653=4383.6KN
由图13-3查得Kp=0.7。又γ=17KN/m3，L=30m，故管顶的竖向土压力为：
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PH=γ(H+D1/2)D1Ltan2(45°-ψ/2)
=17(5+1.91/2)×1.91×30×tan2(45°-20°/2)=2844KN
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A为管段面积：A=四分之(D1平方-D平方)·π
=四分之(1.91平方-1.64平方)·3.1416=0.753㎡
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则总顶力为：Rf=K·(F+PA)=1.2(3276.5+376.5)=1.2×3653=4383.6KN
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