土質(zhì)學與土力學土壓力計算

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1、第七章土壓力計算§1概述§2靜止土壓力計算§3朗肯(Rankine)土壓力理論§4庫侖(Coulomb)土壓力理論§5幾種常見的主動土壓力計算第七章土壓力計算庫侖C.A.Coulomb(1736-1806)§1概述什么是擋土結(jié)構(gòu)物（Retainingstructure）什么是土壓力(Earthpressure)影響土壓力的因素擋土結(jié)構(gòu)物類型對土壓力分布的影響§1概述擋土結(jié)構(gòu)物及其土壓力§1概述一、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，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。§1概述擋土

2、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?！?概述擋土墻類型（按剛度及位移方式）:剛性擋土墻柔性擋土墻§1概述剛性擋土墻L型T型預應(yīng)力剛性加筋扶壁圬工式§1概述§1概述§1概述柔性支護結(jié)構(gòu)§1概述錨桿板樁板樁變形基坑支撐上的土壓力變形土壓力分布板樁上土壓力實測計算上海市外環(huán)過江隧道岸埋段基坑支撐§1概述無法打錨桿，相鄰建筑物的基礎(chǔ)較深,地下管線內(nèi)支撐§1概述地下建筑物發(fā)生在土體內(nèi)部或者與土相鄰的結(jié)構(gòu)物上的壓力豎向土壓力新填土B外土柱內(nèi)土柱等沉面溝埋式上埋式§1

3、概述二土壓力的影響因素土的性質(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§1概述本章要討論的中心問題剛性擋土墻上的土壓力計算，包括土壓力的大小、方向、分布及合力作用點?！?概述在影響土壓力的諸多因素中,墻體位移條件是最主要的因素。墻體位移的方向和相對位移量決定著所產(chǎn)生的土壓力的性質(zhì)和土壓力的大小。三土壓力類型§1概述3.被動土壓力（Passiveearthpressure)墻體位移和土壓力分類§1概述1.靜止土壓力（Earthpressureatrest)2.主動土壓力（Activeearthpr

4、essure)墻體位移對土壓力的影響擋土墻所受土壓力的類型，首先取決于墻體是否發(fā)生位移以及位移的方向。其中有三種特定情況下的土壓力，即靜止土壓力、主動土壓力和被動土壓力。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。§1概述§1當d=D/H=0時（如地下室）E=E01.靜止土壓力§1概述2.主動土壓力§1概述墻體外移，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§1概述墻體內(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)可按土體處于側(cè)限條件

5、下的彈性平衡狀態(tài)進行計算。靜止土壓力計算§2靜止土壓力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=μ/(1-μ)sv=μ/(1-μ)gz(7-1)K0=μ/(1-μ)由于土的μ很難確定，K0常用經(jīng)驗公式計算:對于砂土、正常固結(jié)粘土：K0=1-sinf’粘性土：K0=0.95-sinf’超固結(jié)土：K0=OCR0.5（1-sinf’）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（JTJ024-85）給出參考值：表7-1svsvshshz§2靜止土壓力計算靜止土壓力系數(shù)K0參考值表7-1土名K0礫石、卵石0.20砂土0.2

6、5粉土0.35粉質(zhì)粘土0.45粘土0.55§2靜止土壓力計算由7-1知，靜止土壓力強度沿深度呈直線分布，所以有；§2靜止土壓力計算HH/3K0?H靜止土壓力公式應(yīng)用1．填土面上有連續(xù)均布荷載作用2．墻后填土中有地下水1．填土面上有連續(xù)均布荷載作用將上式代入式（7-1）得：先求出深度z處的豎向應(yīng)力：繪出沿H的分布圖，求其面積，就是作用在每延米擋墻上的靜止土壓力，其值為：2．墻后填土中有地下水（1）水位以下的土一般采用浮容重，求出各層面的土壓力強度。（2）畫出其土壓力分布圖形求出面積，注意計算靜水壓力Ew。即為土壓力值。（3

7、）求出分布圖形形心位置，即為土（水）壓力作用點位置，方向水平。例題8-1求嵌固于巖基上的重力式擋墻所承受的土壓力。解:1.求各特征點的豎向應(yīng)力：2．求各特征點的土壓力強度:查表7-1：c點靜水壓強：3．求E0及Ew:4．求和的作用點位置:小結(jié)擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）土壓力土壓力的影響因素靜止土壓力計算如何計算主動和被動土壓力？§2靜止土壓力計算一.半無限土體中的極限平衡應(yīng)力狀態(tài)和朗肯土壓力：§3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

8、面水平假設(shè)墻后各點均處于極限平衡狀態(tài)§3朗肯土壓力理論二.墻背光滑垂直、墻土表面水平的土壓力計算§3朗肯土壓力理論(一).填土為砂土由于墻背光滑垂直（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§3朗肯土壓力理論1.主動土壓力HH/3?HKa主動土壓力分布墻后破裂面形狀4