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1、主講人：王旭主講人：王旭蘭州交通大學蘭州交通大學巖土與地下工程系巖土與地下工程系第六章擋土結構物上的土壓力§6.1概述§6.2靜止土壓力計算§6.3朗肯(Rankine)土壓力理論§6.4庫侖(Coulomb)土壓力理論§6.5兩種土壓力理論的比較§6.6幾種常見的主動土壓力計算§§6.16.1概述概述?擋土結構物(擋土墻)用來支撐天然或人工斜坡不致坍塌以保持土體穩(wěn)定性，或使部分側向荷載傳遞分散到填土上的一種結構物。?擋土結構物上的土壓力由于土體自重、土上荷載或結構物的側向擠壓作用，擋土結構物所承受的來自墻后填土的側向壓力。?擋土墻的幾種類型填土E地下室E重力式擋
2、土墻地下室側墻橋面填土EE堤岸擋土墻拱橋橋臺?剛性擋土墻?本身變形極小，只能發(fā)生整體位移。懸臂式扶壁式重力式錨拉式（錨碇式）?剛性擋土墻的位移及土壓力分布?柔性擋土墻?本身會發(fā)生變形，墻上土壓力分布形式復雜。錨桿板樁板樁變形板樁上土壓力實測計算?臨時支撐?土壓力分布受施工過程和變位條件的影響。臨時支撐系統的位移及土壓力分布?剛性擋土墻土壓力計算比較簡單，其它類型的土壓力計算大都以剛性墻為依據?本章要討論的中心問題剛性擋土墻上的土壓力性質及土壓力計算，包括土壓力的大小、方向、分布及合力作用點。?墻體位移與土壓力類型主動土壓力靜止土壓力被動土壓力??????E土壓力E
3、EpH??????靜止土壓力E0HE0Ea主動土壓力Ea_??????+HH被動土壓力E1~5%1~5%0p?土壓力的類型擋土墻所受土壓力的大小并不是一個常數，而是隨位移量的變化而變化。靜止土壓力E：堅硬地基上，斷面較大0主動土壓力E：一般擋土墻a被動土壓力E:橋臺p§§6.26.2靜止土壓力計算靜止土壓力計算?靜止土壓力?墻體不發(fā)生任何位移嵌巖的擋土墻相當于天然地基土的應力地下室狀態(tài)（側限狀態(tài)）——k應力狀態(tài)0????zzvvp=????K?z0hhh0?vp???K?z0h0K:靜止土壓力系數0對于側限應力狀態(tài)，理論上：??????????由于土的??很難確定
4、，?常用經驗公式計算??對于砂土、正常固結粘土K?1?sin??0靜止土壓力計算zp?K?z00HE01H3K?H0總靜止土壓力12p0:靜止土壓力強度E?K?H002K:靜止土壓力系數0K?1?sin??0§§6.36.3朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論1朗肯極限平衡應力狀態(tài)自重應力作用下，半無限土體內各點的應力從彈性平衡狀態(tài)發(fā)展為極限平衡狀態(tài)的情況。??1?3?3fK0?v?v=?z?45?+?/2主動極限平衡應力狀態(tài)??13??3145?-?/2被動極限平衡應力狀態(tài)?K??=?z0vv??1f2朗肯土壓力計算假定：墻背垂直光滑，填土表面水平?vzH?h于是：?、
5、?為主應力，且?=?zvhv?朗肯主動土壓力計算－填土為無粘性土（砂土）豎向應力為大主應力?z1z?????1vp=?a3水平向應力為小主應力??p???45+?/23ha?無粘性土的極限平衡條件?2????tg(45??/2)31于是：主動土壓力強度2?pa=?3fK0?v?v=?z?p???????z?tg(45??/2)ah3主動土壓力強度2?pa???z?tg(45??/2)?1zp=?a3p???z?Kaa45?+?/22?K?tg(45??/2)a－朗肯主動土壓力系數2E?K??H/2總主動土壓力aa112HEa?Ka?H32p?K?Haa?朗肯主動土
6、壓力計算－填土為粘性土豎向應力為大主應力??1??v??z?水平向應力為小主應力?3??h?papa=?3fK0?v?v=?z?粘性土的極限平衡條件2?????tg(45??/2)?2c?tg(45??/2)31于是：主動土壓力強度2??p???????z?tg(45??/2)?2c?tg(45??/2)ah3?朗肯主動土壓力計算－填土為粘性土主動土壓力強度－z負號0p???z?K?2cKaaa2?K?tg(45??/2)a－朗肯主動土壓力系數2cz?0z0?Kazz0pa???z?Ka?2cKa45?+?/2?朗肯主動土壓力計算－填土為粘性土2
7、c－z0z0??KaHEa1(H?z)03p??HK?2cKaaa總主動土壓力1E?(?HK-2cK)(H?z)aaa022122c??HK?2cHK?aa2??朗肯被動土壓力計算－填土為無粘性土（砂土）豎向應力為小主應力?z3?????3vzp=?水平向應力為大主應力p1????p1hp45?-?/2無粘性土的極限平衡條件?2(45?/2)????tg??13于是：被動土壓力強度?2?pp??h??1???z?tg(45??/2)K0?v?v=?zpp=?1f?朗肯被動土壓力計算－填土為無粘性土（砂土）被動土壓力強度?3z2?pp???z?tg(45??/2)p
8、p=?1p
