第6章 土壓力

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1、第六章?lián)跬两Y(jié)構(gòu)物上的土壓力6.1概述6.2靜止土壓力計(jì)算6.3朗肯(Rankine)土壓力理論6.4庫(kù)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(dòng)土壓力計(jì)算本章目錄6.1概述擋土結(jié)構(gòu)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(cè)向荷載傳遞分散到填土上的一種結(jié)構(gòu)物。擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力由于土體自重、土上荷載或結(jié)構(gòu)物的側(cè)向擠壓作用，擋土結(jié)構(gòu)物所承受的來自墻后填土的側(cè)向壓力。6.1概述擋土墻的幾種類型E地下室地下室側(cè)墻E填土重力式擋土墻E橋面拱橋橋臺(tái)6.1概述剛性擋土墻

2、本身變形極小，只能發(fā)生整體位移重力式懸臂式扶壁式錨拉式（錨碇式）6.1概述剛性擋土墻的位移及土壓力分布6.1概述柔性擋土墻本身會(huì)發(fā)生變形，墻上土壓力分布形式復(fù)雜錨桿板樁板樁變形板樁上土壓力實(shí)測(cè)計(jì)算6.1概述臨時(shí)支撐系統(tǒng)的位移及土壓力分布臨時(shí)支撐土壓力分布受施工過程和變位條件的影響6.1概述剛性擋土墻土壓力計(jì)算比較簡(jiǎn)單，其它類型的土壓力計(jì)算大都以剛性墻為依據(jù)本章要討論的中心問題剛性擋土墻上的土壓力性質(zhì)及土壓力計(jì)算，包括土壓力的大小、方向、分布及合力作用點(diǎn)6.1概述墻體位移與土壓力類型6.1概述墻體位移與土壓力類型△p＞＞

3、△aE靜止土壓力E0主動(dòng)土壓力Ea被動(dòng)土壓力Ep擋土墻所受土壓力的大小并不是一個(gè)常數(shù)，而是隨位移量的變化而變化。6.1概述土壓力的類型靜止土壓力E0：堅(jiān)硬地基上，斷面較大主動(dòng)土壓力Ea：一般擋土墻被動(dòng)土壓力Ep:橋臺(tái)E橋面拱橋橋臺(tái)6.2靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力墻體不發(fā)生任何位移?=0相當(dāng)于天然地基土的應(yīng)力狀態(tài)（側(cè)限狀態(tài)）——k0應(yīng)力狀態(tài)嵌巖的擋土墻地下室6.2靜止土壓力計(jì)算svsvshp0=shzK0:靜止土壓力系數(shù)P69對(duì)于側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)，理論上：K0=n/(1-n)對(duì)于砂土、正常固結(jié)粘土由于土的n很難確定，K0常用經(jīng)

4、驗(yàn)公式計(jì)算6.2靜止土壓力計(jì)算svsvshp0=shz????????f??6.2靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力計(jì)算HzE0總靜止土壓力的大小為分布力的面積，方向相同，作用點(diǎn)分布力的形心處。實(shí)際上應(yīng)理解為分布力合力的求解復(fù)習(xí)內(nèi)容1、P165土體極限平衡狀態(tài)（1）方程式（2）圖解：抗剪強(qiáng)度直線和摩爾圓（土的應(yīng)力狀態(tài)圓）相切5.2土的抗剪強(qiáng)度理論2、力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)3、分布強(qiáng)度和其合力的關(guān)系從物理意義上來說，大小就是面積，作用點(diǎn)就是形心的位置靜力學(xué)原理1、假定（適用條件）：墻背垂直光滑(沒有摩擦力（剪應(yīng)力為0，土壓

5、力的方向？水平），填土表面水平Hsvsh于是：sv、sh為主應(yīng)力，其中sv=?zz6.3朗肯土壓力理論6.3朗肯土壓力理論朗肯主動(dòng)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)?3f?v=?z??K0?v主動(dòng)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)s1s345?+f/22、朗肯主動(dòng)土壓力隨著墻向前移動(dòng)，σh←越來越小，直到圓和直線相切？誰(shuí)是大主應(yīng)力，誰(shuí)是小主應(yīng)力，哪個(gè)已知，哪個(gè)未知？6.3朗肯土壓力理論朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算－（1）填土為無(wú)粘性土s145?+f/2豎向應(yīng)力為大主應(yīng)力水平向應(yīng)力為小主應(yīng)力土的極限平衡條件(第5章）z于是：主動(dòng)土壓力強(qiáng)度pa=?3f?v=?z??K

6、0?v?pa=s36.3朗肯土壓力理論朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算(1)填土為無(wú)粘性土（砂土）s145?+f/2pa=s3z主動(dòng)土壓力強(qiáng)度－朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù)總主動(dòng)土壓力（合力，分布強(qiáng)度的面積）令位置方向6.3朗肯土壓力理論朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算－(2)填土為粘性土豎向應(yīng)力為大主應(yīng)力水平向應(yīng)力為小主應(yīng)力由極限平衡條件于是：主動(dòng)土壓力強(qiáng)度pa=?3f?v=?z??K0?v?6.3朗肯土壓力理論朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算－填土為粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度－同前朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù)負(fù)號(hào)45?+f/2z0－z0z>z0z

7、拉應(yīng)力,取0,定義z0為臨界深度6.3朗肯土壓力理論朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算－填土為粘性土45?+f/2z0－z0注意：臨界深度z0的含義為，在該點(diǎn)應(yīng)由Pa=0,求得z0。6.3朗肯土壓力理論朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算－填土為粘性土HEa總主動(dòng)土壓力－z0三角形面積=底x高/2?1f?v=?z??K0?v被動(dòng)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)6.3朗肯土壓力理論s1s3s3s145?-f/2σh越來越大，直到…3、朗肯被動(dòng)土壓力？誰(shuí)是大主應(yīng)力，誰(shuí)是小主應(yīng)力6.3朗肯土壓力理論朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算(1)填土為無(wú)粘性土（砂土）豎向應(yīng)力為小主應(yīng)力水平向應(yīng)力為

8、大主應(yīng)力45?-f/2土的極限平衡條件于是：被動(dòng)土壓力強(qiáng)度pp=?1f?v=?z??K0?v?pp=s1s3z??6.3朗肯土壓力理論朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算－填土為無(wú)粘性土（砂土）45?-f/2pp=s1s3z被動(dòng)土壓力強(qiáng)度－朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù)總被動(dòng)土壓力6.3朗肯土壓力理論朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算(2)填土為粘性土豎向應(yīng)力為小主應(yīng)力水平向