第八章 土压力和挡土墙.ppt

第八章 土压力和挡土墙 当墙向前移动或转动而使墙后土体沿某一破坏面BC破坏时，土楔ABC向下滑动而处于主动极限平衡状态。此时，作用于土楔ABC上的力有： （1）重力W 由土楔体ABC引起，根据几何关系可得 利用正弦定理 第八章 土压力和挡土墙 （2）反力 为破裂面BC上土楔体重力的法向分力与该面土体间的摩擦力的合力，其作用于BC面上，与BC 面法线的夹角等于土的内摩擦角 。当楔体下滑时，位于法线的下侧。 （3）墙背反力 其与墙背AB法线的夹角为 土楔体在以上三力作用下处于静力平衡状态，因此必构成一闭合的力矢三角形，按正弦定律可得 第八章 土压力和挡土墙 其中： 是 的函数。 最大值即为墙背上的主动土压力 库伦主动土压力的一般表达式 ——库伦主动土压力系数（式8.5.5） 当墙背直立（ ）、光滑（ ）、填土面水平（ ） 时 可见，朗肯理论是库仑理论的特殊情况 第八章 土压力和挡土墙 沿墙高的土压力分布强度 ，可通过对 求导 可见，主动土压力分布强度沿墙高成三角形分布，土压力合力的作用点离墙底h/3，方向与墙面的法线成 角 三、被动土压力 当墙受外力作用推向填土，直至土体沿某一破裂面BC破坏时，土楔ABC向上滑动，并处于被动极限平衡状态。 此时土楔ABC在其自重W和反力R和E的作用下平衡，R和E的方向都分别在BC和AB面法线的上方。按上述求主动土压力同样的原理可求得被动土压力的库伦公式为： 第八章 土压力和挡土墙 ——库伦被动土压力系数（式8.5.7） 当墙背直立（ ）、光滑（ ）、填土面水（ ） 可见，朗肯理论是库仑理论的特殊情况 沿墙高的土压力分布强度 ，可通过对 求导 * * 土 力 学 王 晓 鹏 土 木 学 院 2010年——2011年第一学期 第八章 土压力和挡土墙 第八章 土压力和挡土墙 第一节 挡土墙上的土压力及工程应用 挡土墙是防止土体（天然土坡或人工斜坡）坍塌的构筑物。 如：支撑建筑物周围填土的挡土墙，地下室侧墙，桥台以及贮藏粒状材料的挡墙等。 土压力：挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。土压力按挡土墙可能位移的方向及墙后填土所处应力状态又分为主动土压力，被动土压力和静止土压力。 土压力是进行挡土墙断面设计和稳定验算的重要荷载。 第八章 土压力和挡土墙 一、土压力的类型 第八章 土压力和挡土墙 土压力的大小和分布规律不仅与挡土墙的高度、填土的性质有关，还与挡土墙的刚度及其位移密切相关。 1. 静止土压力 当挡土墙静止不动，墙后土体处于弹性平衡状态，此时墙后土体作用在墙背上的土压力称为静止土压力。 第八章 土压力和挡土墙 2. 主动土压力 在土压力作用下，挡土墙离开土体向前位移至一定数值，墙后土体达到主动极限平衡状态时，作用在墙背的土压力减至最小，称为主动土压力。 3. 被动土压力（墙推土） 在外力作用下，挡土墙推挤土体向后位移至一定数值，墙后土体达到被动极限平衡状态时，作用在墙背的土压力增至最大，称为被动土压力。 4.三种土压力之间的关系 -△ +△ +△ -△ E o △a △p Ea Eo Ep 对同一挡土墙，在填土的物理力学性质相同的条件下有以下规律： 1. Ea ＜Eo ＜＜Ep 2. △p ＞＞△a 第八章 土压力和挡土墙 二、影响土压力的因素 1. 挡土墙的位移 挡土墙的位移的方向和大小决定了土压力的性质 2. 挡土墙形状 挡土墙形状：（墙背为直立或倾斜、墙背为光滑或粗糙），将影响土压力的大小 3. 填土的性质 4. 挡土墙的材料 影响墙背的光滑程度 第八章 土压力和挡土墙 第二节 静止土压力 静止土压力发生在挡土墙为刚性、墙体不发生任何位移的情况下 填土表面下任意深度 处的静止土压力 ——静止土压力系数； 砂土：0.25~0.42 粘性土：0.5~0.8 或 第八章 土压力和挡土墙 沿墙长度方向取1延米，作用在挡土墙上的总静止土压力 合力作用点位于静止土压力三角形分布图的重心，即H/3处，方向水平。 第八章 土压力和挡土墙 第三节 朗肯土压力理论 一、基本假定和基本原理 1. 基本假设 （1）假 设土体是半无限空间体 （2）墙背直立光滑 2.基本原理 朗肯土压力理论是根据半空间的应力状态和土的极限平衡条件而得出的土压力计算方法。 第八章 土压力和挡土墙 半空间 在距地表z处取一单位微体M，当整个土体都处