chapter7土力学北京交通大学.ppt

挡土墙后填土中有地下水存在: 水土分算： 对砂性土或粉土，按水土分算 先分别计算土压力和水压力，然后叠加 采用有效重度? ?计算土压力 水土合算： 对于粘性土，按水土分算或水土合算进行 地下水位以下用饱和重度?sat。 例题7-4 挡土墙高度H=10m，填土为砂土，墙后有地下水位。计算: 主动土压力及水压力的分布及其合力。 [解] 主动土压力系数 各点主动土压力: a点： pal=?1zKa=0 b点： pa2=?1h1Ka=18?6?0.333=36 kPa c点： pa3=(?1h1+? ? h2)Ka =(18?6+9?4) ?0.333=48 kPa 合力: Ea=0.5?36?6+36?4+0.5?(48-36)?4=108+144+24=276kN/m 作用点距墙底距离: c点水压力: pw=?wh2=9.81?4= 39.2kPa 水压力合力: Pw=39.2?4/2=78.4kN/m 作用点： h2/3=4/3 =1.33m处。 7.4 库仑土压力理论 7.4.1基本原理和假定 挡土墙背离土体移动或推向土体,达到极限平衡状态 假定滑动土楔ABC是刚体 最早假定为砂性土 分析土楔ABC的静力平衡条件 主动状态 被动状态 7.4.2 库仑主动土压力计算 考虑滑动土楔ABC的静力平衡： (a) 土楔ABC的重力G： 若?值已知，则大小、方向及作用点位置均已知。 (c) 挡土墙对土楔的作用力Q ： 作用方向已知，大小未知。 (b) 土体作用在滑动面BC上的反力R： 作用方向已知，大小未知。 T1和N1的合力 T2和N2的合力 内摩擦角 外摩擦角 根据滑动土楔ABC静力平衡，由正弦定律得 式中： 当?=?/2+?时，G=0，故而Q=0 于是： 可见：Q随?变化而变化。 分析： 当?= ? 时，则Q=0 “极大值Qmax即为所求的主动土压力Ea” 当?在(?/2+?) 和?之间变化，Q存在一个极大值。 解得?值，并代入Q表达式得 为求得Qmax值，对?求导，令 当?=0时（简单情形），Ka值可由表7-2查得。 第7章 土压力计算 7.1 概 述 土压力： 挡土结构物承受与土体接触界面土的侧向压力作用。 主要荷载： 土体自身重量引起的侧向压力 水压力 影响区范围内的构筑物荷载 施工荷载 挡土结构物分类： 刚性挡土墙 柔性挡土墙 本章重点讨论刚性档土墙的古典土压力理论。 下面给出几个典型的实例 刚性挡土结构物 公路挡土墙 码头挡土墙 地下室外墙 拱桥桥台 重力式挡土墙类型 L T 重力式 悬臂式 扶壁式 给出几个柔性挡土结构物的例子： 内支撑基坑 加筋挡土墙 板桩墙与土层锚杆 加筋挡土墙（特殊） 几种加筋挡土墙 土压力的三种类型及形成条件： (a)静止土压力 (b)主动压力 (c)被动土压力 （1）静止土压力。用E0(kN/m)表示，强度用p0(kPa)表示。 （2）主动土压力。用Ea(kN/m)和pa(kPa)表示。 （3）被动土压力。用Ep(kN/m)和pp(kPa)表示。 图7-3 土压力与挡土墙位移关系 注 意： 挡土结构物要达到被动土压力所需的位移远大于导致主动土压力所需的位移。 三种土压力关系： Ea? E0?Ep 7.2 静止土压力计算 假定挡土墙后填土处于弹性状态 静止土压力沿挡土墙高度呈三角形分布。 Z ?? ??z 相当于天然地基土的应力状态　 计算公式： p0=K0?sz=K0?z * 静止土压力系数K0的确定： （2）实际可由三轴仪等试验或原位试验测得 （3）可用经验公式估算： 砂性土：K0=1-sin??； 粘性土：K0=0.95-sin??。 超固结粘性土： K0=(OCR)m ? (1-sin??) （可取m=0.4-0.5） * （4）《公路桥涵设计通用规范》(JTJ21-89)： 砾石、卵石为0.20 砂土为0.25 粉土为0.35 粉质粘土为0.45 粘土为0.55 静止土压力合力： 对于成层土或有超载情况： 例7-1 挡土墙后作用无限均布荷载q，土的物理力学指标为?=18kN/m3, ?sat=19kN/