土压力计算介绍.pptx

第六章 土压力计算 主讲教师:;学习基本要求: ☆掌握各种土压力的形成条件； ☆掌握静止土压力计算； ☆重点掌握朗金和库仑土压力理论。 ;在土木工程实践中,经常要计算作用在各种挡土结构上的侧压力,其中最常见的是土压力。土压力的准确计算是相当困难的问题。因为它与墙的位移方向与大小、墙后填土的种类和性质、墙背的倾斜方向与粗糙程度等多种因素有关。本章介绍的计算方法是目前在工程实践中最常用的方法。;山体滑坡;;中国重庆市武隆县发生山体滑坡性地质灾害的现场。此次滑坡是由于山体中发生风化，加上大量雨水浸泡，诱发了山体一侧突然发生滑坡灾害。重庆武隆县发生山体滑坡，造成一幢9层居民楼垮塌。其中31户住户，79人遇难。;第一节 概述;;E;这些结构物都会受到土压力的作用。 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。 作用于挡土墙背上的土压力是设计挡土墙要考虑的主要荷载。;土压力的类型;;;静止土压力E0 ：挡土墙的刚度很大，在土压力作用下不产生移动或转动，墙后土体处于静止状态，此时作用在墙背上的土压力称为静止土压力。例如地下室外墙受到的土压力。 主动土压力Ea：若挡土墙在墙后填土压力作用下，背离填土方向移动，这时作用在墙上的土压力将由静止土压力逐渐减小，当墙后土体达到极限平衡状态，并出现连续滑动面而使土体下滑时，土压力减到最小值，称为主动土压力。 ;被动土压力Ep：若挡土墙在外力作用下，向填土方向移动，这时作用在墙上的土压力将由静止土压力逐渐增大，一直到土体达到极限平衡状态，并出现连续滑动面，墙后土体将向上挤出隆起，这时土压力增至最大值，称为被动土压力。 ;;试验结果表明，土压力的大小及分布与作用在挡土结构上的土体性质、挡土结构本身的材料及挡土结构的位移有关，挡土结构的位移情况是影响土压力性质的关键因素。;;土压力的计算是个比较复杂的问题，其实质是土的抗剪强度的一种应用。 静止土压力的计算主要应用了弹性理论方法和经验方法； 主动土压力和被动土压力的计算则是应用了土体极限平衡理论，计算方法包括经典的朗肯土压力理论和库仑土压力理论以及以上述理论为基础发展起来的计算方法和图解法。;第二节 静止土压力计算;　　　　 P0= K0 r Z （6-1） 式中 K0— 静止土压力系数； r—土体重度，kN/m3。 静止土压力系数的确定方法: ;E0;;二、墙背倾斜时的静止土压力计算 ;二、墙背倾斜时的静止土压力计算 ;1.作用在ＡＢ，面上的静止土压力， 作用方向水平向左。 2.土体自重　　　　　　　　　　　　　，作用方向垂直向下 。 ;3.作用在墙背ＡＢ上的土反力Ｅ０。 根据土楔体ＡＢＢ，的静力平衡条件可得： ;再通过三角形关系可求得Ｅ０与ＡＢ面法线之间的夹角 为： ;;【讨论】对不同的工程，采用不同的墙背倾斜型式，俯斜墙背适用于哪个工程？为什么？;第三节 朗肯土压力理论;从这些假定出发，墙背处没有摩擦力，土体的竖直面和水平面没有剪应力，故竖直方向和水平方向的应力为主应力。而竖直方向的应力即为土的竖向自重应力。 ;0; 1.土体在水平方向伸展 单元体在水平截面上的法向应力?z不变，而竖直截面上的法向应力?x却逐渐减小，直至满足极限平衡条件（称为主动朗肯状态）。; 2.土体在水平方向压缩 单元体在水平截面上的法向应力?z不变而竖直截面上的法向应力?x却逐渐增大，直至满足极限平衡条件（称为被动朗肯状态）。;0;由土的强度理论可知，当土体中某一点处于极限平衡状态时，大主应力和小主应力之间应满足以下关系： 1.无粘性土; 2.粘性土; ;Ea;;临界深度;单位长度挡墙上的主动土压力为： ;Ea;三、朗肯被动土压力计算 ;Ep; 2. 粘性土;Ep =Ep1 + Ep2 ; 四、当填土面有均布荷载时的土压力计算 当挡土墙后填土面有连续均布荷载作用时，土压力的计算方法是将均布荷载换算成当量的土重。;Ea;然后以A，B为墙背，按土体表面无荷载的情况计算土压力。 以无粘性土为例，土体表面A点的主动土压力强度为： 墙底B点的主动土压力强度为： 土压力分布图为梯形，作用点在梯形的重心。;当墙后土体表面倾斜和墙背倾斜;五、填土表面受局部均布荷载;六、成层填土;r1, ?1,c1;3m;第四节 库仑土压力理论; ; 作用于土楔上的力： 1.土楔体的自重 ； 2.破坏面上的反力R； 3.墙背对土楔体的反力E； 由土楔体的静力平衡条件得：;库仑主动土压力的一般表达式：; 库仑主动土压力强度沿墙高呈三角形分布，主动土压力的作用点在距墙底H/3处。 当墙背垂直、光滑，填土面水平