土力学与基础工程（第3版）课件：挡土墙及土压力.pptx

《土力学与基础工程》挡土墙及土压力

挡土墙及土压力单元1挡土墙的土压力单元2朗肯土压力理论单元3库伦土压力理论单元4土压力计算的影响因素及减小土压力的措施

单元1挡土墙的土压力?一、挡土墙的位移与土体的状态?二、静止土压力计算

单元1挡土墙的土压力一挡土结构物（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。

概述

挡土结构物及其土压力

单元1挡土墙的土压力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。

单元1挡土墙的土压力挡土墙类型（按刚度及位移方式）:l刚性挡土墙l柔性挡土墙

刚性挡土墙扶壁L型T型刚性加筋圬工式预应力

混凝土挡土墙及复合排水管完工完工

单元1挡土墙的土压力柔性支护结构锚杆板桩板桩变形板桩上土压力实测计算变形土压力分布基坑支撑上的土压力

上海市外环过江隧道岸埋段基坑支撑

内支撑无法打锚杆，相邻建筑物的基础较深,地下管线

B新填土地下建筑物外土柱内土柱等沉面沟埋式上埋式发生在土体内部或者与土相邻的结构物上的压力竖向土压力

一、土压力的影响因素1.土的性质2.挡土墙的移动方向3.挡土墙和土的相对位移量4.土体与墙之间的摩擦5.挡土墙类型

本情境要讨论的中心问题刚性挡土墙上的土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布及合力作用点。

土压力类型在影响土压力的诸多因素中,墙体位移条件是最主要的因素。墙体位移的方向和相对位移量决定着所产生的土压力的性质和土压力的大小。

3.被动状态1.静止状态2.主动状态墙体位移和土压力性质

主动状态被动状态

墙体位移对土压力的影响１．挡土墙所受土压力的类型，首先取决于墙体是否发生位移以及位移的方向。其中有三种特定情况下的土压力，即静止土压力、主动土压力和被动土压力。２．挡土墙所受土压力的大小并不是一个常数，而是随位移量的变化而变化。

（1）静止土压力当d=D/H=0时,土与墙相对静止（如地下室）E=E0

墙体外移，离开土体,土压力逐渐减小，当土体破坏，达到极限平衡状态时所对应的土压力(最小)Ea（2）主动土压力

（3）被动土压力墙体移向土体，土压力逐渐增大，当土体达到极限平衡状态时所对应的土压力(最大)EP

二、静止土压力计算可按土体处于侧限条件下的弹性平衡状态进行计算。

静止土压力系数K0对于侧限应力状态：?p0=K0σh=K0σvh=μ/(1-μ)σv=μ/(1-μ)γzK0=μ/(1-μ)?由于土的μ很难确定，K0常用经验公式计算?对于砂土、正常固结粘土：K0≈1-sinφ’svsvshz

2即静止土压力强度在同一土层中呈直线分布，如图所示静止土压力强度分布图形的面积即是合力E0大小，合力通过土压力图形的形心，作用于挡土墙背上。E0=γHK0

3例6-1：某挡土墙高4m，墙背竖直光滑，如下图所示。填土表面水平，填土重度γ=17kN/m，静止土压力系数K0=0.4，（1）绘出静止土压力分布图；（2）求静止土压力的合力。解：（1）绘土压力分布图墙顶A点（z=0处）：p0A=0墙底B点（z=H处）：p0B=γHK0=17×4×0.4kPa=27.2kPa绘出土压力分布图如右所示，

22（2）求土压力合力合力大小为压力分布图形面积，即：E0=γHK0=×17×4×0.4kN/m=54.4kN/m。方向水平指向墙背，作用点距墙底H/3=1.33m。

学习情境6挡土墙及土压力单元1挡土墙的土压力单元2朗肯土压力理论单元3库伦土压力理论单元4土压力计算的影响因素及减小土压力的措施

单元2朗肯(Rankine)土压力理论朗肯土压力理论基本条件和假定条件墙背光滑墙背垂直填土表面水平假设墙后各点均处于极限平衡状态

单元2朗肯(Rankine)土压力理论一、基本原理在AB平面上深度z处的Ｍ点取一单元体，其上作用有法向应力σx、σz。AB面无剪力作用，σx、σz均为主应力，土体处于弹性平衡状态，σz=γz，σx=K0γz。若挡土墙发生离开土体方向的位移，达到主动极限平衡状态σ1=σx，σ3=σz若挡土墙发生向土体方向的位移，达到被动极限平衡状态，pP=σx=σ1

单元2朗肯(Rankine)土压力理论??PaK0?z?z?Pp

2二、朗肯主动土压力计算1.主动土压力强度计算公式(1)填土为粘性土σ3=σ1tan（45°-Φ/2）-2c·tan（45°-Φ/2）

2?2?(2)填土为砂土pa=σ3=tg(45-φ/2)γzKa=tg(45-φ/