某著名大学土力学教学课件第七章 挡土结构物上的土压力.ppt

第七章 挡土结构物上的土压力 第一节 概述 第二节 静止土压力计算 第三节 朗肯土压力理论 第四节 库伦土压力理论 第五节 若干问题的讨论 三种土压力的关系： 静止土压力对应于图中A点，墙位移为0，墙后土体处于弹性平衡状态 主动土压力对应于图中B点，墙向离开填土的方向位移，墙后土体处于主动极限平衡状态 被动土压力对应于图中C点，墙向填土的方向位移，墙后土体处于被动极限平衡状态 试验表明： 定义: 二、主动土压力的计算 作静止土压力状态下的摩尔应力圆（如图中I所示）。 使挡土墙向左方移动，则右半部分土体有伸张的趋势，此时竖向应力?v不变，墙面的法向应力?h减小。?v 、?h仍为大小主应力。当挡土墙的位移使得?h减小到土体已达到极限平衡状态时，则?h减小到最低限值pa ，即为所求的朗肯主动土压力强度。 三、被动土压力的计算 作静止土压力状态下的摩尔应力圆（如图中I所示）。 使挡土墙向右方移动，则右半部分土体有压缩的趋势，墙面的法向应力?h增大 。?h、 ?v为大小主应力。当挡土墙的位移使得?h增大到使土体达到极限平衡状态时，则?h达到最高限值pp ，即为所求的朗肯被动土压力强度。 （三）填土表面有均布荷载作用时 第四节 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。 基本假设：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）。 第五节 若干问题的讨论 相同点：都属于极限状态土压力理论 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）； 库伦理论根据墙背与滑裂面之间的土 楔处于极限平衡，用静力平衡条件求 解（滑动楔体法） 。 第七章 复习要点 挡土墙、土压力的概念 静止土压力、主动土压力、被动土压力的概念及它们之间的大小关系 朗肯土压力理论的假设 朗肯理论求土压力 库伦土压力理论的假设、求解思路 两种方法的异同点 例题7-2：有一重力式挡土墙高4.0m，?=10°，?=5°，墙后填砂土，c=0，?=30°，?=18kN/m3。试分别求出当?=0.5?和?=0时，作用于墙背上的总主动土压力Pa的大小、方向及作用点。 例题7-2： （二）无粘性土被动土压力 二、图解法 （一）库尔曼图解法 （二）粘性填土的土压力 （三）折线形墙背 一、分析方法的异同 二、朗肯与库伦理论的适用范围 朗肯理论的适用范围： 1．?=0，α=0，?=0； 2． α =0，??且? ? ； 3．? 0， α (45°- ?/2)的坦墙； 4．L型钢筋混凝土挡土墙； 5．填土为粘性土或无粘性土。 库伦理论的适用范围（较朗肯理论广）： 1．当 ??0； 2．墙背形状复杂，墙后填土与荷载条件复杂时； 3．墙背倾角α (45°- ?/2)的陡墙； 4．数解法用于无粘性土，图解法对于粘性土和 无粘性土均可使用。 * 土 力 学 第一节 概述 挡土墙：用来侧向支持土体的结构物，统称为挡土墙。 土压力：被支持的土体作用于挡土墙上的侧向压力。 一、挡土结构物的类型 挡土墙的常见类型：（如图） 按常用的结构形式分： 重力式、悬壁式、扶臂式、锚式挡土墙 按刚度及位移方式分： 刚性挡土墙 柔性挡土墙 临时支撑 二、墙体位移与土压力类型 墙体位移的方向和位移量决定着所产生的土压力性质和土压力大小。 太沙基的模型试验结果 PaP0Pp (1)挡土墙所受到的土压力类型，首先取决于墙体是否发生位移以及位移方向； (2) 挡土墙所受土压力的大小随位移量而变化，并不是一个常数； (3) 主动和被动土压力是特定条件下的土压力，仅当墙有足够大位移或转动时才能产生。 表6-1 产生主动和被动土压力所需墙的位移量 0.004H 绕墙趾转动 0.004H 平移 主动 粘土 0.05H 绕墙顶转动 0.1H 绕墙趾转动 0.05H 平移 被动 0.02H 绕墙顶转动 0.001H 绕墙趾转动 0.0001H 平移 主动 砂土 可能需要的位移量 墙运动形式 应力状态 土类 挡土墙在土压力作用下，不向任何方向发生位移和转动时，墙后土体处于弹性平衡状态，作用在墙背上的土压力称为静止土压力。 当挡土墙沿墙趾向离开填土方向转动或平行移动，且位移达到一定量时，墙后土体达到主动极限平衡状态，填土中开始出现滑动面 ，这时在挡土墙上的土压力称为主动土压力。 当挡土墙在外力作用下向墙背填土方向转动或平行移动时，土压力逐渐增大，当位移达到一定量时，潜在滑动面上的剪应力等