土压力计算原理.ppt

1、库仑土压力基本假定 2.4 影响土压力的因素及减小主动土压力的措施 一、影响土压力的因素 （一）荷载条件 （二）填土性质对土压力的影响 物理力学性质不同的填土，其土压力也不同。一般说来，填土的内摩擦角和粘聚力c愈大，主动土压力愈小，被动土压力愈大。反之，则主动土压力愈大，被动土压力愈小。土和墙之间的摩擦角愈大，主动土压力愈小，被动土压力愈大。 填土的容重值愈大，主动土压力愈大。 填土表面倾斜时，较填土表面水平时主动土压力增大。 （三）墙背形状 重力式挡土墙墙背按倾斜情况可分为仰斜、垂直、俯斜三种形式，用相同的计算方法和计算指标进行计算，其主动土压力以仰斜为小，直立居中，俯斜最大。 （四）挡土墙结构形式和刚度 二、降低主动土压力的措施 （一）合理选择墙后填料 由土压力计算公式和影响土压力的因素分析可知，填土的内摩擦角值愈大，土压力值愈小，因此，选择大的土体作为填料，无疑起着降低主动土压力的作用。如挡土墙后常设减压棱体、填砂、砂砾、块石等都起着较好的效果。 （二）严格控制填土的填筑质量 控制填土质量是减小主动土压力的有效方法，填土质量愈好，土的抗剪强度愈高，主动土压力愈小，反之，填土质量愈差，主动土压力愈大。故对粘性土，应在最优含水率下碾压回填，可取得良好的降低主动土压力的效果，此外，新填土地基沉降过大，也会增加土压力。 （三）改变挡土墙断面的形状 拆线墙背、衡重式挡墙等都具有降低土压力的显著效果。 讨论问题： 大渡河上某水电站的工程建设方拟在引水隧洞的弃渣堆上建净水厂，弃渣经3年自然沉降，目前厂坪与地面高差16.2米，需进行边坡防护及支护。水电站建成后蓄水位与厂坪高差2米。地基承载力430Mpa,在7米深度范围内均为卵（块）石土。 请根据上述情况讨论支护方案及浸水挡墙水位变化对挡墙稳定性的影响。 已知地震力与破裂棱体自重的合力Wδ的大小和方向，并且假定地震条件下土体的内摩擦角φ与墙背摩擦角δ不变，则墙后破裂棱体上的平衡力系如下图a所示。 若保持挡土墙和墙后棱体位置不变，将整个平衡力系转动θδ角使Wδ处于竖直方向，如下图b所示。由于没有改变平衡力系中三力之间的相互关系，即力三角形abc转动前后没有发生改变（如下图c所示），所以这种改变不会影响Ea的计算。 由下图b可以看出，只要用右侧各值取代γ、δ、φ时，地震力作用下的力三角形Abc与一般情况下的力三角形abc完全相似 ，可以直接采用一般库伦土压力公式进行地震土压力的计算。 注：内摩擦角是土力学上很重要的一个概念。内摩擦角最早出现在库仑公式中。土体强度决定于摩擦强度和粘聚力，摩擦强度又分为滑动摩擦和咬合摩擦，两者共同概括为摩擦角。 内摩擦角在力学上可以理解为块体在斜面上的临界自稳角，在这个角度内，块体是稳定的；大于这个角度，块体就会产生滑动。 利用这个原理，可以分析边坡的稳定性。 粘聚力又叫内聚力，是在同种物质内部相邻各部分之间的相互吸引力，这种相互吸引力是同种物质分子之间存在分子力的表现。只有在各分子十分接近时（小于10-6厘米）才显示出来。粘聚力能使物质聚集成液体或固体。 * 第二章 土压力计算原理 2.1 概述 一、土压力的类别 公路、铁路工程中的许多支挡结构物，如桥台、挡土墙、隧道等等，它们都承受着土体的侧压力作用。为保证这些支挡结构物的经济合理，最关键的是计算土压力，包括土压力的大小、方向、合力作用点以及土压力的分布规律等。 支挡结构物所承受的土压力与填料性质、含水量、填土过程、墙顶面土体形状、墙的高度、外荷载、地基刚度、墙背倾斜度、墙背粗糙度等等多种因素有关。如果在土压力计算中全面考虑各种因素影响，目前还不可能实现。现有的计算方法都是基于不同假设和简化而求得的。 支挡结构物一般都是条形建筑，长度远大于宽度，并且断面在很长范围内是不变的，因此在计算中可以取一延米来进行计算分析，而不考虑临近部分的影响（位于弯道内侧的挡墙条件许可时可以考虑），即将一般的土压力计算当作平面问题来处理。 挡土墙所承受的土压力与挡墙位移有很大的关系。根据挡墙的移动情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可以分为主动土压力、被动土压力和静止土压力三种类型。分别用Ea、 Ep、 E0表示。 被动土压力 主动土压力 静止土压力 土压力 1）主动土压力 土推墙，墙体外移， 土压力逐渐减小， 当土体破坏，达到极限平衡状态时所对应的土压力(最小) E H +? 土压力E Ep E0 Ea ? - ? H ? ? = ? H 1~5% 1~5%o 图2-1 主动土压力示意图 2）被动土压力 墙体内移，