第2讲 土压力理论.pdf

挡土结构与基坑工程 木林隆 博士 岩土大楼820室 mulinlong@tongji.edu.cn 第二讲 土压力理论 • 概述 • 基坑工程中土压力计算原理 • 土压力的分算与合算 • 几种特殊情况下的土压力 概述 土压力类型 • 静止土压力：若挡墙在土压力作用下墙本身不 E0 发生变形和任何位移（移动或滑动），墙后填 土处于弹性平衡状态，则此时作用在挡墙上的 土压力成为静止土压力。以E 表示。 0 • 主动土压力 ：若挡墙在墙后土压力作用下向前 位移时随位移增大，墙后土压力渐减小。当位 Ea 移达某一数值时，土体内出现滑裂面，墙后土 达极限平衡状态，此时土压力称为主动土压力 ，以E 表示。 a • 被动土压力：若挡墙在外力作用下墙向墙背向 -Δ 滑裂面 移动，随位移增大，墙所受土的反作用力渐增 大，当位移达一定数值时，土体内出现滑裂面 外力 Ep ，墙后土处被动极限平衡状态，此时土压力称 为被动土压力，以Ep表示。 +Δ 滑裂面 概述 古典土压力理论 • 经典土压力计算理论主要有朗肯理论和库仑理论，后者已有200多年的历 史，前者也有100多年，均称古典土压力理论。它们都是按极限平衡条件 导出的。 • 在许多文献中，人们不断地发现实测的结果与理论不符，也经常听到对经 典土压力理论的批评。但是经典的土压力理论依然是实用计算公式的基本 形式，许多关于土压力计算的讨论常常是环绕着如何修正经典公式来开展 的，经典公式的局限性是明显的，但至今尚没有看到超越他们的新的理论 公式问世。 概述 库仑土压力理论 • 库仑理论假设土的粘聚力为零； • 优点是考虑了墙与土体间的摩擦力作用，并能考虑地面及墙面为倾斜面的 情况； • 缺点是对于粘性土必须采用等代摩擦角，即取粘聚力c ＝0而相应增大土的 内摩擦角值； • 等代内摩擦角与许多因素有关,随意等代，误差较大。对于层状土尚要简 化等代为均质土才能计算。 • 此外，当有地下水，特别是有渗流效应时，库仑理论是不适用的。 概述 朗肯土压力理论 • 朗肯理论不论砂土或粘性土、均质土或层状土均可适用，也适用 于有地下水及渗流效应的情况。它假设地面为水平，墙面为竖直 ，符合深基坑工程情况。 • 假设墙与土体之间不存在摩擦力，使计算的主动土压力偏大，被 动土压力偏小，因此它的计算结果是偏于保守的。也正因为这个 原因，故在等值梁法中，采用了将被动土压力加以提高修正的计 算方法。 概述 经典土压力评述 • 经典的土压力理论并不能解决我们所面临的所有技术问题，它只给出了 某些特定条件下的结果； • 经典土压力理论给出的是极限值； • 经典土压力理论只能计算刚性界面上的接触压力：即将挡墙作为完全刚 性的，只考虑挡墙的平移或转动等刚性位移。 • 经典土压力理论是在平面应变条件下的解答：实际的工程条件总是有限 长的，使实际土压力小于