砌体第八章.ppt

第八章 土压力和挡土墙 本章主要内容 8.1 挡土墙上的土压力及工程应用 8.2 静止土压力计算 8.3 兰金土压力理论 8.4 库伦土压力理论 8.5 常见情况的土压力计算 8.6 其他情况土压力计算 8.7 挡土墙设计 8.8 埋管土压力 一、挡土墙上的土压力及工程应用 挡土墙是用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌，以保持土体稳定性的一种构筑物。 土压力是指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。 二、土压力的类型 静止土压力：E 0 主动土压力：E a 被动土压力：E p E a E o E p §8.2 静止土压力计算 1. 土体中一点的自重应力状态 ?cz = ? z ?cx = ?cy = K o ?z 2. 静止土压力 强度 p 0 = ?cx = ?cy = K 0?z（三角形分布） 合力 E 0 = (1/2)K0 ?H 2 （合力作用点在距墙底(1/3)H的位置） 3. 静止土压力系数K 0的确定 （1）经验值： 砂土 K 0 = 0.34~0.45 粘性土 K 0 = 0.5~0.7 （2）半经验公式法： K 0 = 1 - sin? ? (无粘性土和正常固结土) K 0 = (OCR)0.41(1 - sin? ? ) (超固结土) 式中: ? ? — 土的有效内摩擦角( 0 )。 （3）日本《建筑基础结构设计规范》建议， 不分土的种类， K 0 = 0.5 。 §8.3 兰金土压力理论 一、基本原理 二、主动土压力 1、极限平衡条件 粘性土： ?1 = ?3tan2(45o + ?/2) + 2c·tan(45o + ?/2) 或 ?3 = ?1tan2(45o - ?/2) - 2c·tan(45o - ?/2) 无粘性土： ?1 = ?3tan2(45o + ?/2) 或 ?3 = ?1tan2(45o - ?/2) 对于挡土墙，如果墙背直立、光滑、填土表面水平。那么，在主动土压力条件下，? cz = ?z是最大主应力， ? cx = ? cy = pa 是最小主应力，所以： 三、被动土压力 在被动土压力条件下，? z c = ?z是最小主应力， ? x = pp是最大主应力，所以： 1. 对砂土： pp = ?z tan2(45o + ? /2) = ?zKp E p = (1/2) ?H2 Kp 2. 对粘性土： pp = ?ztan2(45? + ? /2) + 2c·tan(45? + ? /2) = ?zKp + 2cKp1/2 Ep = (1/2) ?H 2Kp + 2cHKp1/2 §8.4 库伦土压力理论 基本假设是：①墙后的填土是理想的散粒体（粘聚力c = 0）；②墙后有一刚性滑动楔体，也就是不考虑楔体内部的应力状态，仅考虑整体的极限平衡状态。③滑动破裂面为一平面。 库伦土压力理论就是从刚性楔体的静力平衡条件推出的土压力计算理论。 一、主动土压力 二、被动土压力 三、粘性土的库仑土压力 库伦土压力理论假设墙后填土是理想的碎散体，因此， 从理论上说只适用于无粘性填土。但在实际工程中常 不得不采用粘性填土，为了考虑粘性土的内聚力c对土 压力数值的影响，在应用库伦公式时，曾有将内摩擦 角? 增大，采用所谓“等值内摩擦角? D”来综合考虑内 聚力对土压力的影响，但误差较大。建议用图解法确 定： 兰金理论与库伦理论的比较 一、分析方法的异同 1. 相同点：兰金与库伦土压力理论均属于极限状态土 压力理论。 2. 不同点：兰金理论是从研究土中一点的极限平衡应 力状态出发，先求出土压力强度p a或p p及其分布， 再计算总的土压力E a或E p。库伦理