[工学]土压力.ppt

第8章 土压力 §8.1 概述 §8.2 朗肯土压力理论 §8.3 库仑土压力理论 §8.4 土压力计算方法的一些问题＊ §8.5 挡土墙设计 §8.6 新型挡土结构＊ §8.1 土压力概述 一、土压力类型 二、静止土压力计算 §8.2 朗肯土压力理论 一、朗肯土压力基本理论 二、主动土压力 三、被动土压力 四、例题分析 【例】有一挡土墙，高6米，墙背直立、光滑，墙后填土面水平。填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力如下图所示 ，求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力分布图 【解答】 五、几种常见情况下土压力计算 六、例题分析 【例】挡土墙高5m，墙背直立、光滑，墙后填土面水平，共分两层。各层的物理力学性质指标如图所示，试求主动土压力Ea，并绘出土压力分布图 【解答】 §8.3 库仑土压力理论 一、库仑土压力基本假定 三、例题分析 【例】挡土墙高4.5m，墙背俯斜，填土为砂土，?=17.5kN/m3 ，?=30o ，填土坡角、填土与墙背摩擦角等指标如图所示，试按库仑理论求主动土压力Ea及作用点 §8.4 土压力计算方法讨论 一、朗肯与库仑土压力理论存在的主要问题 三、挡土墙位移对土压力分布的影响 四、不同情况下挡土墙土压力计算 §8.5 挡土墙设计 一、挡土墙类型 二、挡土墙计算 三、重力式挡土墙的体型与构造 三、桩撑挡土结构 3.扶壁式挡土墙 针对悬臂式挡土墙立臂受力后弯矩和挠度过大缺点，增设扶壁，扶壁间距（0.8～1.0）h，墙体稳定靠扶壁间填土重维持 4.锚定板式与锚杆式挡土墙 预制钢筋混凝土面板、立柱、钢拉杆和埋在土中锚定板组成，稳定由拉杆和锚定板来维持 墙趾 墙踵 扶壁 墙板 锚定板 基岩 锚杆 1.稳定性验算：抗倾覆稳定和抗滑稳定 2.地基承载力验算 挡土墙计算内容 3.墙身强度验算 抗倾覆稳定验算 zf Ea Eaz Eax G a a0 d 抗倾覆稳定条件 挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾O点向外倾覆 O x0 xf b z 抗滑稳定验算 抗滑稳定条件 Ea Ean Eat d G Gn Gt a a0 O 挡土墙在土压力作用下可能沿基础底面发生滑动 m为基底摩擦系数，根据土的类别查表得到 1.墙背倾斜形式 重力式挡土墙按墙背倾斜方向分为仰斜、直立和俯斜三种形式，三种形式应根据使用要求、地形和施工情况综合确定 * * 主要内容 土压力通常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压力 E 填土面 码头 桥台 E 隧道侧墙 E E 被动土压力 主动土压力 静止土压力 土压力 1.静止土压力 挡土墙在压力作用下不发生任何变形和位移，墙后填土处于弹性平衡状态时，作用在挡土墙背的土压力 Eo 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 滑裂面 Ea 3.被动土压力 Ep 滑裂面 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，作用在墙上的土压力 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 作用在挡土结构背面的静止土压力可视为天然土层自重应力的水平分量 K0?h h ?z K0?z z h/3 静止土压力系数 静止土压力强度 静止土压力系数测定方法： 1.通过侧限条件下的试验测定 2.采用经验公式K0 = 1-sinφ’ 计算 3.按相关表格提供的经验值确定 静止土压力分布 土压力作用点 三角形分布 作用点距墙底h/3 1.挡土墙背垂直、光滑 2.填土表面水平 3.墙体为刚性体 σz=?z σx＝K0?z z f=0 pa＝Ka?z pp＝Kp?z 增加 减小 45o-? / 2 45o＋? / 2 大主应力方向 主动伸展 被动压缩 小主应力方向 pa pp ?f ? ?z K0?z ?f =c+? tan? 土体处于弹性平衡状态 主动极限平衡状态 被动极限平衡状态 水平方向均匀压缩 伸展 压缩 主动朗肯状态 被动朗肯状态 水平方向均匀伸展 处于主动朗肯状态，σ1方向竖直，剪切破坏面与竖直面夹角为45o-?/2 45o-?/2 45o＋?/2 处于被动朗肯状态，σ3方向竖直，剪切破坏面与竖直面夹角为45o＋?/2 45o＋?/2 h 挡土墙在土压力作用下，产生离开土体的位移，竖向应力保持不变，水平应力逐渐减小，位移增大到△a，墙后土体处于朗肯主动状态时，墙后土体出现一组滑裂面，它与大主应力面夹角45o＋?/2，水平应力降低到最低极限