第5章土壓力.ppt

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1、第五章土壓力計(jì)算5.1土壓力的種類與影響因素5.2靜止土壓力計(jì)算5.3朗肯土壓力理論5.4庫(kù)侖土壓力理論5.5《規(guī)范》法計(jì)算土壓力5.6擋土墻設(shè)計(jì)山體滑坡5.1土壓力的種類峨眉山山體滑坡正在搶修中國(guó)重慶市武隆縣發(fā)生山體滑坡性地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)場(chǎng)。此次滑坡產(chǎn)生土石方二萬(wàn)余立方米，由于山體中發(fā)生風(fēng)化，加上大量雨水浸泡，誘發(fā)了山體一側(cè)突然發(fā)生滑坡災(zāi)害。延安寶塔面臨滑坡威脅土壓力通常是指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)壓力。E填土面碼頭橋臺(tái)E隧道側(cè)墻E擋土墻應(yīng)用舉例建成后的坡間擋土墻擋土墻發(fā)生事故的例子多瑙河碼頭岸墻

2、滑動(dòng)英國(guó)倫敦鐵路擋土墻滑動(dòng)圖垮塌的重力式擋墻垮塌的護(hù)坡?lián)鯄κХ€(wěn)的立交橋加筋土擋土墻靜止壓力被動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力土壓力一、土壓力類型按擋土結(jié)構(gòu)的位移方向、大小及土體所處的平衡狀態(tài)土壓力值介于上述三種極限狀態(tài)下的土壓力值之間。土壓力的大小及分布與作用在擋土結(jié)構(gòu)上的土體性質(zhì)、擋土結(jié)構(gòu)本身的材料及擋土結(jié)構(gòu)的位移有關(guān)，其中擋土結(jié)構(gòu)的位移情況是關(guān)鍵因素。土壓力與擋土結(jié)構(gòu)位移d的關(guān)系產(chǎn)生被動(dòng)土壓力所需要的位移量大大超過(guò)產(chǎn)生主動(dòng)土壓力所需要的位移量。二、影響土壓力的因素二、影響土壓力的因素2．擋土墻的形狀擋土墻剖面形狀，包括墻背為豎

3、直或是傾斜，墻背為光滑或粗糙，不同的情況，土壓力的計(jì)算公式不同，計(jì)算結(jié)果也不一樣。3．填土的性質(zhì)擋土墻后填土的性質(zhì)，包括填土的松密程度，即重度、干濕程度等；土的強(qiáng)度指標(biāo)內(nèi)摩擦角和粘聚力的大小；以及填土的形狀（水平、上斜或下斜）等，都將影響土壓力的大小。E0H靜止土壓力的分布第二節(jié)靜止土壓力計(jì)算水平向的自重應(yīng)力例5-1已知某擋土墻高4.0m，墻背垂直光滑，墻后填土面水平，填土重力密度為γ=18.0kN／m3，靜止土壓力系數(shù)Ko=0.65，試計(jì)算作用在墻背的靜止土壓力大小及其作用點(diǎn)，并繪出土壓力沿墻高的分布圖。例5—1已

4、知某擋土墻高4.0m，墻背垂直光滑，墻后填土面水平，填土重力密度為γ=18.0kN／m3，靜止土壓力系數(shù)Ko=0.65，試計(jì)算作用在墻背的靜止土壓力大小及其作用點(diǎn)，并繪出土壓力沿墻高的分布圖。解:按靜止土壓力計(jì)算公式，墻頂處?kù)o止土壓力強(qiáng)度為：墻底處?kù)o止土壓力強(qiáng)度為：土壓力沿墻高分布圖如圖所示，土壓力合力Eo的大小通過(guò)三角形面積求得：靜止土壓力E0的作用點(diǎn)離墻底的距離為：建筑物地下室的外墻、地下水池的側(cè)壁、涵洞的側(cè)壁以及不產(chǎn)生任何位移的擋土構(gòu)筑物，其側(cè)壁所受到的土壓力可按靜止土壓力計(jì)算。第三節(jié)朗肯土壓力理論朗肯土壓力簡(jiǎn)

5、介土的極限平衡條件半空間的應(yīng)力狀態(tài)土壓力的計(jì)算方法朗肯土壓力理論的假設(shè)：1.擋土墻背面豎直2.墻背光滑3.墻后填土面水平該點(diǎn)達(dá)極限平衡需滿足什么條件？0?zK0?z彈性平衡狀態(tài)時(shí)的莫爾圓自重應(yīng)力豎直截面上的法向應(yīng)力一、朗肯土壓力的基本原理1.土體在水平方向伸展單元體在水平截面上的法向應(yīng)力?z不變，而豎直截面上的法向應(yīng)力?x卻逐漸減小，直至滿足極限平衡條件（稱為主動(dòng)朗肯狀態(tài)）。0?zK0?z?a主動(dòng)朗肯狀態(tài)時(shí)的莫爾圓2.土體在水平方向壓縮單元體在水平截面上的法向應(yīng)力?z不變而豎直截面上的法向應(yīng)力?x卻逐漸增大，直至滿足

6、極限平衡條件（稱為被動(dòng)朗肯狀態(tài)）。0?zK0?z?p被動(dòng)朗肯狀態(tài)時(shí)的莫爾圓0?zK0?z?a?p三種狀態(tài)時(shí)的莫爾圓1.無(wú)粘性土二、朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算EaH無(wú)粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖2.粘性土臨界深度EaH粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖adebc例5-2有一擋土墻高5m，墻背垂直光滑，墻后填土面水平。填土的物理力學(xué)性能指標(biāo)為：c=10.0kPa，φ=300，γ=18.0kN／m3。試計(jì)算主動(dòng)土壓力大小及作用點(diǎn)位置，并繪出主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高的分布圖。例5-2有一擋土墻高5m，墻背垂直光滑，墻后填土面水平。填土的物理力

7、學(xué)性能指標(biāo)為：c=10.0kPa，φ=300，γ=18.0kN／m3。試計(jì)算主動(dòng)土壓力大小及作用點(diǎn)位置，并繪出主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高的分布圖。解因擋土墻墻背垂直光滑，墻后填土面水平，滿足朗金土壓力條件，故可按下式計(jì)算土壓力其中主動(dòng)土壓力系數(shù)為墻頂點(diǎn)l處的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度為：由于σa1為拉應(yīng)力，墻背與填土脫開(kāi)，故應(yīng)求臨界深度zo：墻底點(diǎn)2處主動(dòng)土壓力強(qiáng)度為土壓力分布圖形如圖所示，主動(dòng)土壓力的大小為三、朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算1.無(wú)粘性土Ep無(wú)粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖H2.粘性土Ep粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖例題5-3有一擋

8、墻高6m，墻背豎直、光滑，墻后填土表面水平，填土的重度γ=18.5kN/m3，內(nèi)摩擦角φ=20°，粘聚力c=19kPa。求被動(dòng)土壓力并繪出被動(dòng)土壓力分布圖。解（1）計(jì)算被動(dòng)土壓力系數(shù)。（2）計(jì)算被動(dòng)土壓力，例題5-3有一擋墻高6m，墻背豎直、光滑，墻后填土表面水平，填土的重度γ=18.5kN/m3，內(nèi)摩擦角φ=20°，粘聚力c=19kPa。求被