的拱脚处的受力最大,设A点应力达到极限应力状态,则对A点受力进行分析如图3所示。设拱脚A点处土体沿着拱轴压力线方向(即拱轴在A点的切线方向)发生剪切破坏,则破坏面与小主应力3?作用面的夹角?为245??o(?为土体的内摩擦角)。至于1?、3?的作用方向,由于土拱收到R的作用,土拱产生向两侧的横向扩张力,所以A点在水平向的变形收到约束,而在竖向的约束相对较弱。
根据郎肯土压力求解理论,可以认为A点应力达到极限平衡状态时大主应力1?的作用方向为两桩水平连线方向,而于此垂直的方向为小主应力3?的作用方向,如图3所示。
由于?即为拱轴线在A点处的切向角,所以有: L
f4)2
45tan(tano
?
???
? 则拱矢f为:
4
245tan?
?????
???oLf
将上式代人前述分析,可得跨中B-B截面的水平作用力gH为:
)
245tan(282???
?ogLR
fRLH 最终可以推出公式: ??
?
?????
??tan)tan(tan31)245tan(tan)tan(tan12??????
qkLhcLo
式中 q为超载强度;k为主动土压力系数;?为外摩擦角;h为桩的有效宽度。
最大桩间距确定后,在实际应用时,为安全起见,可以将L除以适当的安全系数K,建议取为1.3~1.5.