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第六章 土压力 §6.1 概述 §6.2 土压力的分类与相互作用 §6.3 静止土压力计算 §6.4 朗肯土压力理论 §6.5 库仑土压力理论 §6.6 土压力计算的进一步讨论 §6.7 几种特殊情况下土压力的计算 §6.1 概述 一、挡土结构物及其土压力 二、挡土墙类型 挡土结构物(俗称挡土墙) ：是用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌，以保持土体稳定性的一种构筑物. (图７－１）。 土压力：挡土墙承受的土体侧向压力。是设计挡土结构断面及验算其稳定性的主要荷载。 二、挡土墙类型 二、挡土墙类型 二、挡土墙类型 二、挡土墙类型 3.静止土压力计算 ①按半空间弹性变形体在土的自重作用 下无侧向变形时的水平侧压力： p =K0γz ②若土体为均质土，则K0与γ均为常数 K0=μ/(1-μ) 由于土的μ很难确定，K0常用经验公式计算。 对于砂土、正常固结粘土： 　　　　　K0≈1-sinφ ③p与z成正比，静止土压力沿墙高呈三角形分布。 ④单位长挡土墙上的静止土压力合力E0为三角形分布图的面积。 E0的作用点位于三角形的形心，即距 墙底h/3处。 ⑤若土体为非均质土，必须分层计算。 ⑥水压力必须单独计算。(K0=1) １．假设条件：表面水平的半无限土体，处于弹性平衡状态。墙背面垂直、表面光滑，作用在挡土墙上的土压力等于原来土体中作用在AB垂直线上的水平法向应力。 ①无粘性土的极限平衡条件 ②沿深度方向分布的主动土压力 ③朗肯主动土压力系数 ④单位墙长度上的土压力合力Ea ①无粘性土的极限平衡条件 ②沿深度方向分布的被动土压力 ③朗肯被动土压力系数 ④单位墙长度上的土压力合力Ep 　Ep作用点在墙底以上h/3处 　常在工程中遇到的一些特殊的情况，如何利用朗肯土压力的基本公式计算这些情况下的主动土压力？ 1. 填土面上有均布荷载(超载) 2. 分层填土 3. 填土中有地下水 1. 填土面上有均布荷载q （超载） ①在墙后距填土面为z深度处： 大主应力(竖向) σ1=q+γz， 小主应力(水平向) σ3=pa ②根据土的极限平衡条件： 粘性土： 砂土： ③填土为粘性土时，临界深度： ④若超载q较大，计算的z0为负值，墙顶处土压力 2.分层填土：按各层的土质情况，分别确定每层土作用于墙背的土压力。 ①第一层土按指标γ1、φ1和c1计算土压力。 ②计算第二层土时将上层土视作该层土上的均布荷载，用该层土的指标γ1、φ1和c2来进行计算。 ③其余土层同样可按第二层土的方法来计算。 3.填土中有地下水：墙背同时受到土压力和静水 压力的作用。 ①地下水位以上的土压力可按前述方法计算。 ②地下水位以下土层的土压力，应考虑地下水引起填土重度 的减小以及抗剪强度改变的影响。 ③但在一般工程中，可不计地下水对土体抗剪强度的影响， 而只需以有效重度和土体原有的c和φ值来计算土压力。 ④总侧压力为土压力和水压力之和。 ⑤水土分算与水土合算法 水土分算法：将土压力和水压力先分开计算再叠加的方法。 适用范围：适合于永久性挡土结构或渗透性较大的砂性土。 水土合算法：将地下水位以下的土体重度取为饱和重度来计算，水压力则不再单独计算。 适用范围：适合于渗透性较小的粘性土。 1.假设条件： (1)平面滑裂面假设：当墙向前或向后移动，填土达到破坏时沿两个平面同时下滑或上滑：一个是墙背AB面；另一个是土体内某一滑动面BC，BC与水平面成θ角。 (2)刚体滑动假设：将破坏土楔ABC视为刚体，不考虑滑动楔体内部的应力和变形条件。 (3)楔体ABC整体处于极限平衡状态。滑动面上剪应力τ已达抗剪强度τf。 库伦理论与朗肯理论区别 　计算原理： (1)假定滑动面BC，ΔABC为可能的滑动楔体自重G为ΔABC·γ。 G值为已知。 (2)墙背AB对滑动楔体的支承反力E数值未知，方向已知，与墙背法线N2成δ角(墙与土的摩擦角)。 (3)滑动面BC下方不动土体对 滑动楔体的反力R的数值未知 而方向已定，R的方向与滑动 面BC法线N1成φ角。 计算公式： (3)主动土压力分布: ①Ea与墙高h的平方成正比，为求得离墙顶为任意深度z处的主动土压力强度pa，可将Ea对z求导而得，即： ②主动土压力强度沿墙高呈三角形分布。 ③Ea的作用点在离墙底h/3处，作用方向在墙背法线上方，并与法线成δ角或与水平面成α+δ角。 (1)库伦土压力理论假设墙后填土是理想散体，只有内摩擦角φ而没有粘聚力c，理论上只适用于无粘性填土。 (2)实际工程中采用粘性填土，为了考虑粘性土的粘聚力c对土压力数值的影响，在应用库伦公式时，曾有将内摩擦