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《土力學(xué)課件土壓力及擋土墻設(shè)計(jì)與邊坡穩(wěn)定》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、6土壓力及擋土墻設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解重力式擋土墻設(shè)計(jì)內(nèi)容,減小主動(dòng)土壓力的措施；掌握主動(dòng)土壓力、靜止土壓力和被動(dòng)土壓力等三種土壓力的概念以及產(chǎn)生條件，熟悉郎肯土壓力理論和庫侖土壓力理論的原理與適用條件，會(huì)計(jì)算常見情況下的主動(dòng)和被動(dòng)土壓力。6.2土壓力的類型與影響因素6.5庫倫土壓力理論本章內(nèi)容6.3靜止土壓力的計(jì)算6.4郎肯土壓力理論6.6擋土墻設(shè)計(jì)6.1概述6.7土坡穩(wěn)定分析6.1概述擋土墻——用來支撐天然或人工斜坡不致坍塌以保持土體穩(wěn)定性一種結(jié)構(gòu)物。土壓力——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。地下室E地下室側(cè)墻E橋面拱橋橋臺(tái)建筑物支撐建筑物周圍填土
2、E隧道側(cè)墻EE支撐邊坡E碼頭常見擋土墻結(jié)構(gòu)土壓力根據(jù)擋土墻位移方向和大小分類圖c圖b圖a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。6.2土壓力的類型土壓力與擋土墻位移的關(guān)系1.擋土墻所受土壓力類型取決于墻體是否發(fā)生了位移，位移的方向和大?。?.擋土墻所受土壓力的大小不是常量，隨著位移以及位移的大小、方向的變化，土壓力值也在變化，Ea、E0、Ep、是三種特定土壓力狀態(tài)值；3.土體達(dá)到主動(dòng)平衡，產(chǎn)生主動(dòng)土壓力Ea，所需要墻體位移量較小，對(duì)中密以上砂土△a/H約為1‰～5‰，而墻體達(dá)到被動(dòng)平衡，產(chǎn)生被動(dòng)土壓力Ep，所需要墻體位移量很大，對(duì)中密以上砂土△
3、p/H約為1%～5%，這樣大的位移在工程中是不允許的。實(shí)際工程中不少擋土墻的位移量可能并未達(dá)到△a、△p，因而作用在擋土墻上的土壓力可能介于Ea和Ep之間，計(jì)算比較復(fù)雜，本章只介紹Ea、E0、Ep的計(jì)算方法。結(jié)論K0:靜止土壓力系數(shù)，查表2-21靜止土壓力——墻體不發(fā)生移動(dòng)強(qiáng)度總靜止土壓力HzE0注意：當(dāng)填土中有地下水時(shí)，時(shí)下透水層應(yīng)采用浮重度計(jì)算土壓力，同時(shí)考慮作用在擋土墻上的靜水壓力。6.3靜止土壓力計(jì)算6.4朗肯土壓力理論§6.4.1基本原理1857年英國學(xué)者朗肯(W.J.M.Rankine)研究了半無限土體處于極限平衡時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)，提出了著名的朗肯土壓力理論。
4、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§6.4.2朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算s145?+?/2zpa=s3σ1=σz，pa=σx=σ3極限平衡條件：(1)均質(zhì)填土作用情況臨界深度總主動(dòng)土壓力無黏性土EaH無黏性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布作用點(diǎn)：擋土墻H/3處；方向：垂直墻背指向墻身黏性土EaH臨界深度黏性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布EaH臨界深度黏性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布作用點(diǎn)：擋土墻（H-z0)/3處；方向：垂直墻背指向墻身（2）分層填土分層填土?1h1c1?1?2h2c2?2?3h3c3?3123412345
5、6789baEa反yc(3)填土表面有均布荷載梯形形心公式例某擋土墻后填土為兩層砂土，填土表面作用連續(xù)均布荷載如計(jì)算擋土墻上的主動(dòng)土壓力分布，繪出土壓力分布圖，求合力。解：已知?1=30°，?2=35°求出Ka1=0.333，Ka2=0.271分別計(jì)算a、b、c三點(diǎn)的土壓力強(qiáng)度為：a點(diǎn)：σz=q=20kPa，pa=qKa1=20×0.333=6.67kPab點(diǎn)上：σz=q+?1z1=20+18×6=128kPapa=（q+?1z1）Ka1=128×0.333=42.62kPab點(diǎn)下：σz=q+?1z1=20+18×6=128kPapa=（q+?1z1）Ka2=128×
6、0.271=34.69kPac點(diǎn)：σz=q+?1z1+?2z2=128+20×4=208kPapa=（q+?1z1+?2z2）Ka2=208×0.271=56.37kPaEa=S□aedb+S△egd+S□bfhc+S△fhi=6.67×6+(42.62-6.67)×6/2+34.69×4+(56.37-34.69)×4/2=40.02+107.85+138.76+43.36=329.99kN/ma點(diǎn)：pa=6.67kPab點(diǎn)上：pa=42.62kPab點(diǎn)下：pa=34.69kPac點(diǎn)：pa=56.37kPa將以上計(jì)算結(jié)果繪于圖中得土壓力分布圖,由土壓力分布圖求面積得
7、主動(dòng)土壓力合力Ea，對(duì)c點(diǎn)取矩可求出合力作用點(diǎn)位置ycdefghiabcEa×yc=S□aedb×yaedb+S△egd×yegd+S□bfhc×ybfhc+S△ghi×yghi329.99×yc=40.02×(4+3)+107.85×(4+2)+138.76×2+43.36×4/3∴yc=3.83m(4)墻后填土中有地下水一般砂土和粉土可按水土分算，然后疊加；粘性土可根據(jù)情況按水土分算或水土合算。水土分算是在計(jì)算土壓力σz時(shí)取有效應(yīng)力，所以水下土體的自重應(yīng)力按浮重度計(jì)算，同時(shí)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)取有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)?＇和c＇水土合算法是對(duì)地下水位以下的土體取
