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A modified logarithmic spiral method for determining passive earth pressure

Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2018年第6期10卷 1171-1182页

作者： Shiyi Liu Yang Xia Li Liang School of Resources and Civil Engineering Northeastern University State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment School of Automotive Engineering Dalian University of Technology

In this study, a modified logarithmic spiral method is proposed to determine the passive earth pressure and failure surface of cohesionless sloping backfill, with presence of wallesoil interface friction. The proposed method is based on a limit equilibrium analysis wherein the assumed profile of the backfill failure surface is a composite of logarithmic spiral and its tangent. If the wallesoil interface is smooth, a straight line does not need to be assumed for the failure surface. The geometry of the failure surface is determined using the Mohr circle analysis of the soil. The resultant passive earth thrust is computed considering equilibrium of moments. The passive earth pressure coefficients are calculated with varied values of soil internal friction angle and cohesion, wall friction angle and inclination angle, and sloping backfill angle. This method is verified with the finite element method(FEM) by comparing the horizontal passive earth pressure and failure surface. The results agree well with other solutions, particularly with those obtained by the FEM. The implementation of the present method is efficient. The logarithmic spiral theory is rigorous and self-explanatory for the geotechnical engineer.

关键词： Passive earth pressure Logarithmic spiral method Finite element method(FEM) sloping backfill Retaining wall

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