道路工程教学课件-土压力.pptVIP

第五章 挡土墙上的土压力 5.1 概述 5.1.1 挡土墙的用途 5.1.2 挡土墙的类型 1)按结构形式分类 重力式挡土墙、悬臂式挡土墙 扶壁式挡土墙、加筋土挡土墙 5.1.3 土压力的种类 1)静止土压力e0 挡土结构不发生任何方向的移动时，土体作用于墙背的土压力。 2)主动土压力ea 挡土结构物 5.1.4 影响土压力的因素 挡土墙位移的大小与方向 挡土墙的形状 挡土墙背后填土的性质 挡土墙的材料 5.1.5 土坡稳定的意义 天然土坡与人工土坡。 土坡稳定性分析计算。 土坡支护结构的设计与施工。 5.2 静止土压力计算 挡土墙不发生任何的位移，墙背后的土体处于弹性平衡状态。 5.2.1 计算公式及分布 5.2.2 静止土压力的应用 地下室外墙 地下室的外墙都有内隔墙支挡，位移与转角为0。 岩基上的挡土墙 挡土墙的基础与岩石基础牢固联结，墙不能位移与转动。 例题 设计一位于岩基上的挡土墙，墙背后的填土为砂土，重度γ ＝18.5kN/m3， φ` ＝300，计算挡土墙上的土压力。 解：按半经验公式计算静止土压力系数 K0 ＝1－sinφ`＝0.5 墙底处的土压力：e0=K0γH=55.5kPa 总土压力：E0=1/2* e0 *H=166.5kN/m 5.3 郎肯土压力理论 表面水平的半无限土体，处于极限平衡状态，当挡土墙的墙背光滑、竖直时，可按以下公式计算。实际上郎肯把挡土墙作为了一虚构的挡土墙，即把它作为了填土的一部分。 5.3. 1 无粘性土的土压力 1)主动土压力 5.4 库仑土压力理论 把挡土墙后滑动楔体作为一刚体，当其达到极限平衡状态时，用静力平衡方程解出作用于墙背的土压力。 基本假设 挡土墙向前移动； 墙背填土沿AB和填土中的某一平面BC同时下滑，形成滑动楔体△ ABC； 楔体△ ABC处于极限平衡状态，不计其本身的压缩； 楔体△ ABC对墙背的推力即为主动土压力Ea。 计算被动土压力时， Ep应作用在墙背法线的上侧，方向向下。其他分析与主动土压力一样。 郎肯土压力理论表示的土压力与库仑土压力理论的表示形式是一样的，但其土压力系数是不同的 在库仑土压力理论中，如果垂直ε ＝0，墙背光滑δ ＝0，填土水平β ＝0，则库仑公式将与郎肯公式一致，所以说，郎肯土压力理论是库仑土压力理论的一种特殊形式。 库仑主动土压力与被动土压力分布均呈三角形，但应注意，墙背不垂直时，其不应为正三角形分布。 5.5 几种常见情况的土压力 5.5.1 粘性土应用库仑土压力 根据抗剪强度相等原理 粘性土抗剪强度 τf=σtgφ+c 等值抗剪强度 τf=σtgφD 令以上二式相等，得： σtgφ+＝σtgφD tgφD= tgφ＋ c/σ φD ＝tg-1( tgφ＋ c/σ) 上式中的σ应为滑动面上的平均法向应力，常用Ea作用点处的自重应力代替，即＝2/3γH。 根据土压力相等原理为简化计算，以郎肯土压力这一特殊情况计算：Ea=1/2γH2tg2(450-φ/2)- 2CHtg (450-φ/2)+2c2/γ令上式等于1/2 γH2tg2(450-φD /2) [砂土的主动土压力]，得： tg(450-φD /2) ＝ tg (450-φ/2)- 2c/(γH) 上式计算考虑了粘聚力与墙高的影响。但没有计入挡土墙边界条件对φD的影响，存在一定的误差。 5.5.2 填土表面作用均布荷载 把q视为虚构的填土γh`的自重产生的。 Ea=1/2γH2Ka+qHKa 5.5.3 挡墙背后填土分层第①层土 按郎肯土压力计算第②层土 把第①层土的自重作为均布荷载作用在 第②层土上。 h1`=(γ1h1)/ γ2 5.5.4 填土中有地下水 应将土压力与水压力分别计算。 计算地下水位以下土层的主动土压力时，应采用浮重度和有效内聚力、有效内摩擦角。 作用在墙背的压力应为主动土压力加水压力。 5.5.5 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）法 建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）法 计算模型见下图 Ea=ψc1/2γH2Ka 式中 ψc1－主动土压力增大系数。土坡高度小于5m时，宜取1；5～8m时，宜取1.1；大于8m时，宜取1.2。 Ka－可根据挡土墙的排水条件和填土的质量查表确定。 5.5.6 建筑边坡工程技术规范（GB50330-