擋土結(jié)構(gòu)物上土壓力

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1、擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力第七章§1土壓力概述§2朗肯(Rankine)土壓力理論本章主要內(nèi)容庫侖C.A.Coulomb(1736-1806)WilliamJohnMaquornRankine(1820-1872)§3庫侖(Coulomb)土壓力理論§4幾種常見的主動土壓力計算§1概述什么是擋土結(jié)構(gòu)物什么是土壓力影響土壓力的因素土壓力的類型一、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)定性的結(jié)構(gòu)物?；蜓灾?，使部分側(cè)向荷載傳遞分散到填土上的一種結(jié)構(gòu)物。例如：支撐土坡的擋土墻；堤岸擋土墻；地下室側(cè)墻；拱橋橋臺等。二、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

2、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。擋土墻類型（按剛度及位移方式）:剛性擋土墻柔性擋土墻L型T型剛性加筋扶壁式重力式剛性擋土墻三、影響土壓力的因素土的性質(zhì)擋土墻的移動方向擋土墻和土的相對位移量土體與墻之間的摩擦擋土墻類型墻體位移條件是影響土壓力的最主要的因素。墻體位移的方向和相對位移量決定所產(chǎn)生的土壓力的性質(zhì)和土壓力的大小。四、土壓力類型3.被動土壓力（Passiveearthpressure)三類土壓力：1.靜止土壓力（Earthpressureatrest)2.主動土壓力（Activeearthpressure)墻體位移對土壓力的影響１．土壓力的類型取決于：（1

3、）墻體是否發(fā)生位移以及位移的方向；（2）墻后土體所處的應(yīng)力狀態(tài)。２．擋土墻所受土壓力的大小并不是一個常數(shù)，而是隨位移量的變化而變化。當d=D/H=0時（如地下室）E=E01.靜止土壓力2.主動土壓力墻體外移，土壓力逐漸減小，當土體破壞，達到極限平衡狀態(tài)時所對應(yīng)的土壓力(最小)3.被動土壓力墻體內(nèi)移，土壓力逐漸增大，當土體破壞，達到極限平衡狀態(tài)時所對應(yīng)的土壓力(最大)土壓力與墻身位移的關(guān)系五、靜止土壓力計算可按土體處于側(cè)限條件下的彈性平衡狀態(tài)進行計算。靜止土壓力系數(shù)K0對于側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)：p0=sh=K0sv=u/(1-u)sv=u/(1-u)gzK0=n/(1-n)由于土的n很難確定

4、，K0常用經(jīng)驗公式計算對于砂土、正常固結(jié)粘土：K0≈1-sinf’svsvshshz一、半無限土體中的極限平衡應(yīng)力狀態(tài)和朗肯土壓力：§2朗肯(Rankine)土壓力理論1.主動極限平衡應(yīng)力狀態(tài)PaK0?v?v???朗肯土壓力理論基本條件和假定條件墻背光滑墻背垂直填土表面水平假設(shè)墻后各點均處于極限平衡狀態(tài)二、墻背光滑垂直、墻土表面水平的土壓力計算由于墻背光滑垂直（沒有剪應(yīng)力），墻背相當于一個半無限土體中的對稱線，墻后為半無限土體的一半。(一)填土為砂土1.主動土壓力HH/3?HKa主動土壓力分布墻后破裂面形狀45＋?/2pa=sh=tg2(45?-f/2)gz；令Ka=tg2(45?

5、-f/2)合力Ea=1/2KagH2作用點：底部以上1/3H處滑裂面方向：與水平夾角45?+f/22.被動土壓力HH/3?HKp被動土壓力分布墻后破裂面形狀45－?/290+?pp=sh=tg2(45?+f/2)gz；令Kp=tg2(45?+f/2)直線分布合力Ep=1/2KpgH2作用點：底部以上1/3H處滑裂面方向：與水平夾角45?-f/21.主動土壓力(二)填土為粘性土?HKa?HKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3主動區(qū)主動土壓力分布zz0總主動土壓力2.被動土壓力一、主動土壓力當b=d=a=0時，即：墻背光滑、垂直，填土表面水平時與朗肯土壓

6、力理論一致§7.3庫侖土壓力理論二被動土壓力求解方法類似主動土壓力變化?,取若干滑裂面,使E最小dE/d?=0,求得?，得到：土壓力分布三、朗肯和庫侖土壓力理論的比較（一）分析方法朗肯庫侖土體內(nèi)各點均處于極限平衡狀態(tài)剛性楔體,滑面上處于極限平衡狀態(tài)極限應(yīng)力法滑動楔體法極限平衡狀態(tài)（二）計算誤差--朗肯土壓力理論墻背垂直實際d>0郎肯主動土壓力偏大郎肯被動土壓力偏?。ㄈ┯嬎阏`差--庫倫土壓力理論由于實際滑裂面不一定是平面，導致：主動土壓力偏小，不一定是最大值被動土壓力偏大，不一定是最小值