土力学7.ppt

6.1.1 挡土结构类型对土压力分布的影响 挡土墙按其刚度及位移方式可分为刚性挡土墙、 柔性挡土墙和临时支撑三类。 刚性挡土墙（如用砖、石或砼所筑成的断面较大的） 柔性挡土墙（如板桩墙） 临时支撑 本章重点讨论刚性档土墙的古典土压力理论。因 为它是土压力计算的基础，其它类型挡土结构物上作 用的土压力大都以刚性挡土墙土压力计算为依据。 柔性挡土结构物 （2）成层填土： 6.4.1 基本理论和假设 （1）库伦公式推导的出发点 （2）库伦假设条件 6.5 其它结构物上的土压力 上海苏州河整治的顶管施工 北京地铁大北窑站施工 盾构法的施工 日本东京湾跨海隧道 本章重点 （1）掌握三种土压力的概念及其发生条件； （2）掌握静止土压力的计算方法； （3）掌握朗肯土压力理论及其在各种情况下的土压 力计算方法； （4）掌握库伦土压力的确定方法。 作业： b点上(在第1层土中)： p?a2=(?1h1+q) Ka1=(18?6+20)?0.333=42.6kPa b点下(在第2层土中)： p?a2=(?1h1+q) Ka2=(18?6+20)?0.271=34.7kPa c点： p a3=( ?1 h1+?2 h2+q)Ka2 =(18?6+20?4+20)?0.271=56.4kPa 合力: Ea=1/2(6.67+42.60) ?6 +1/2 (34.7+ 56.40) ?4 =330kN/m 合力作用点： （3）挡土墙后填土中有地下水存在: 水土分算： 对砂性土或粉土，按水土分算 先分别计算土压力和水压力，然后叠加 采用有效重度? ?计算土压力 水土合算： 对于粘性土，按水土分算或水土合算进行 地下水位以下用饱和重度?sat。 例题3 挡土墙高度H=10m，填土为砂土，墙后有地下水位。计算: 主动土压力及水压力的分布及其合力的大小。 [解] 主动土压力系数 各点主动土压力: a点： pal=?1zKa=0 b点： pa2=?1h1Ka=18?6?0.333=36 kPa c点： pa3=(?1h1+? ? h2)Ka =(18?6+9?4) ?0.333=48 kPa 合力: Ea=0.5?36?6+36?4+0.5?(48-36)?4=108+144+24=276kN/m 作用点距墙底距离: c点水压力: pw=?wh2=9.81?4= 39.2kPa 水压力合力: Pw=39.2?4/2=78.4kN/m 作用点： h2/3=4/3 =1.33m处。 6.4 库仑土压力理论 A：平面滑裂面假设 B：刚体滑动假设 C：楔体整体处于极 限平衡状态 （3）取滑动楔体ABC为隔离体进行受力分析 A：由极限平衡状态可知：Q、R的方向 B：由静力平衡条件可知：Q、R的大小 C：求极值，找出真正滑裂面 主动状态 被动状态 6.4.2 库仑主动土压力计算 考虑滑动土楔ABC的静力平衡： (a) 土楔ABC的重力G： 若?值已知，则大小、方向及作用点位置均已知。 (c) 挡土墙对土楔的作用力Q ： 作用方向已知，大小未知。 (b) 土体作用在滑动面BC上的反力R： 作用方向已知，大小未知。 T1和N1的合力 T2和N2的合力 内摩擦角 外摩擦角 根据滑动土楔ABC静力平衡，由正弦定律得 式中： 当?=?/2+?时，G=0，故而Q=0 于是： 可见：Q随?变化而变化。 分析： 当?= ? 时，则Q=0 “极大值Qmax即为所求的主动土压力Ea” 当?在(?/2+?) 和?之间变化，Q存在一个极大值。 解得?值，并代入Q表达式得 为求得Qmax值，对?求导，令 当?=0时（简单情形），Ka值可由表7-2查得。 将Ea对z 求导数得： 土压力沿墙高为线性分布。 6.4.3 库仑被动土压力计算 (a) 土楔ABC的重力G 大小、方向及作用点位置均已知 (c) 挡土墙对土楔的作用力Q 作用方向已知，大小未知