土质学与土力学课件作者刘干斌刘红军9-7土压力.ppt

§7.1 概述 什么是挡土结构物Retaining structure 什么是土压力(Earth pressure) 影响土压力的因素 挡土结构物类型对土压力分布的影响 无法打锚杆，相 邻建筑物的基础 较深,地下管线 在影响土压力的诸多因素中,墙体位移条件是最主要的因素。墙体位移的方向和相对位移量决定着所产生的土压力的性质和土压力的大小。 墙体位移对土压力的影响 １．挡土墙所受土压力的类型，首先取决于墙体是否发生位移以及位移的方向。其中有三种特定情况下的土压力，即静止土压力、主动土压力和被动土压力。 ２．挡土墙所受土压力的大小并不是一个常数，而是随位移量的变化而变化。 可按土体处于侧限条件下的弹性平衡状态进行计算. 静止土压力系数K0 对于侧限应力状态： p0=sh =K0sv =u/(1-u)sv =u/(1-u)gz 　 K0=n/(1-n) 由于土的 n 很难确定，K0常用经验公式计算. 对于砂土、正常固结粘土：K0≈1-sinf’ 7.4 库伦土压力理论 库伦土压力理论是从楔体的静力平衡条件得出的。 7.5 若干问题的讨论 不同点：朗肯理论从土体中一点的极限平衡状态出发， 由处于极限平衡状态时的大小主应力关系求解 （极限应力法）； 被动土压力-无粘性土 被动土压力-粘性土 1、土自重引起的； 2、土粘聚力引起的正侧压力； 五、实际工程中朗肯理论的应用 一、填土表面有超载作用 计算方法： 将荷载q换算成当量的土重，即用假想的土代替荷载： 填土面A的荷载： pa z q H qKa γHKa σz o τ σ +β -β B A C F B′ L L′ D E pa φ 90° -β β β Pa 二、无限斜坡面的土压力计算 三、填土成层和有地下水时的土压力计算 (a) (b) (c) 2、地下水水位以下用浮容重??和水下的?值 1、第一层按均质土计算； 第二层时，将第一层土按重度换算成与第二层土相同的 当量土层, , 然后以 高计算第二层土高 度范围内的土压力。 朗肯土压力理论是半空间的应力状态和单元体的极限平衡条件得出的。 a. 滑动破裂面为通过墙踵的平面（平面滑裂面）。 b. 挡土墙是刚性的（刚体滑动）。 c. 滑动楔体 处于极限平衡状态（极限平衡）。 基本假设： d. 墙后的填土是理想的散类体。 以整个滑动土体上力的平衡条件来确定土压力。 E A φ 填土 B D C AC面倾角等于土体内摩擦角 AD主动破坏面 AE被动破坏面 按平面应变问题（取单位长度）计算 一、无粘性土主动土压力 H A C R B ? ? ? W P ? ? ?-? ? C R B 180°-(?+?-?) ? ? P W P R 分析：墙体远离土体移（转）动，土体沿BC主动破坏，楔体ABC向下滑动处于主动极限平衡状态。 楔体ABC力的平衡条件： （ABC自重） H A C R B ? ? ? W P ? ? ?-? ? C R B 180°-(?+?-?) ? ? P W P R W (2)BC面上的反力R,其法线与R的夹角为内摩擦角 。 180°-(?+?-?) 计算自重 当墙背垂直 ,光滑 ，填土水平 , 上式，可退化为： 二、无粘性土被动土压力 分析：墙体向着土体移（转）动，土体沿BC被动破坏，楔体ABC向上滑动处于被动极限平衡状态。 当墙背垂直 ,光滑 ，填土水平 , 上式，可退化为： 三、粘性填土的土压力计算 （一）库尔曼图解法 利用朗肯土压力，粘聚力引起负侧压力，存在临界深度z0，出现张拉裂缝. 假设滑动面AD，则AED 楔体处于极限平衡。 楔体AED力的平衡条件： （AED自重） (2)AD面上的反力R,其法线与R的夹角为内摩擦角 。 (3)AD面上的总粘聚力C=c.AD,c为粘聚力。 (4)AE面上的总粘聚力C=ca.AE,ca为墙背和土之间的粘聚力。 由力的多边形平衡条件求出P的最大值就是 主动土压力！ （二）规范推荐的公式 为主动土压力增大系数。 补充 加 筋 挡 土 墙 的 土 压 力 H qs V W qsKa ?HKa 一、分析方法的异同 相同点：都属于极限状态土压力理论 库仑土压力理论基于滑动块体的静力平衡条件 来建立，采用的假定是破坏面为平面。 尚辅网 / 土