土力学课件：土压力与挡土墙设计.pptx

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拱桥桥台;

挡土结构物(挡土墙)

用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定性，或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。

挡土结构物上的土压力

由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。;

土压力的类型

主动土压力Activeearthpressure被动土压力Passiveearthpressure静止土压力Earthpressureatrest

土压力类型是根据挡土墙位移方向划分;;

6-1概述;;;;

可按土体处于侧限条件下

的弹性平衡状态进行计算。

对于侧限应力状态：

Q0=Qx=K0γz

K0=

由于土的泊松比μ很难确定，;

静止土压力沿墙高呈三角形分布，每延米墙背上静止土压力为：

E0=1/2K0γH2

E0作用点在距墙底1/3处。;

【例题6-1】

如图所示，挡土墙后作用有无限均布荷载40kPa，填土物理力学指标为γ=18kN/m3，γsat=19kN/m3，c=0，?′=30o。试计算作用在挡土墙上的静止土压力分布值及其合力E0。;

解：静止土压力系数为

K0=1?sin?′=1?sin30o=0.5

土中各点静止土压力值分别为

a点：σ0a=K0q=0.5×40=20kPa

b点：σ0b=K0(q+γh1)=0.5×(40+18×6)=74kPa

c点：σ0c=K0(q+γh1+γ′h2)=0.5×(40+18×6+(19?9.81)×4)=92.4kPa

于是可得静止土压力合力为

E0=(σ0a+σ0b)h1+(σ0b+σ0c)h2=(20+74)×6+(74+92.4)×4=614.8kN/m

静止土压力的作用点距离墙底的距离为

d=σ0ah1+h2))|+(σ0b?σ0a)h1h2+))|+σ0b×+(σ0c?σ0b)=

1「142142];

作用在墙上的静水压力合力为

Ew=1γwh=1×9.81×42=78.5kN/m

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静止土压力的分布如图所示;

σaK0σz;

1820年7月2日生于苏格兰的爱丁堡，1872年12月

24日逝世于苏格兰的格拉斯哥(Glasgow)。

Rankine被后人誉为那个时代的天才，他在热力学、流体力学及土力学等领域均有杰出的贡献。他建立的土压力理论，至今仍在广泛应用。

Rankine进入爱丁堡大学学习2年后，他离校去做一名土木工程师。1840年后，他转而研究数学物理，1848~1855年间，他用大量精力研究理论物理、热力学和应用力学。1855年后，Rankine在格拉斯哥大学担任土木工程和力学系主任。1853年当选为英国皇家学会会员。他一生论著颇丰，共发表学术论文154篇，并编写了大量的教科书及手册。17;;

条件

墙背光滑

墙背垂直

填土表面水平

假设;

2.主动土压力计算

(1)无黏性土(cohesionlesssoils)

当挡土墙墙体在外力和填土压力作用下产生背离(远离)填土方向的位移或变形，使填土处于主动极限平衡状态时，填土中任意一点处作用在水平面上的正应力为大主应力，作用在竖直面挡土墙上的土压力上的正应力为小主应力,填土处于主动极限平衡状态时，该小主应力即为主动土压力。;;;;

6-3朗肯土压力理论;

σ3=σa=(γz+q)tan2(45°??)?2ctan(45°??)

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=(γz+q)Ka?2c25;

6-3朗肯土压力理论;