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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)，基本可以符合或滿足設(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、空間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 可以將倉(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.