擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力(I)

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1、重慶大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院二○一○年第七章?lián)跬两Y(jié)構(gòu)物上的土壓力擋土結(jié)構(gòu)物及其土壓力Rigidwall概述一、擋土結(jié)構(gòu)類型對土壓力分布的影響定義：擋土結(jié)構(gòu)是一種常見的巖土工程建筑物，它是為了防止邊坡的坍塌失穩(wěn)，保護(hù)邊坡的穩(wěn)定，人工完成的構(gòu)筑物。擋土墻按其剛度和位移方式分為剛性擋土墻、柔性擋土墻和臨時支撐三類。1．剛性擋土墻2．柔性擋土墻3．臨時支撐擋土結(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。概述一、擋土結(jié)構(gòu)類型對土壓力分布的影響L型

2、T型預(yù)應(yīng)力剛性加筋扶壁剛性擋土墻：指用磚、石或混凝土所筑成的斷面較大的擋土墻。概述一、擋土結(jié)構(gòu)類型對土壓力分布的影響E填土面碼頭橋臺E隧道側(cè)墻E概述概述概述概述概述柔性擋土墻：當(dāng)墻身受土壓力作用時發(fā)生撓曲變形。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一、擋土結(jié)構(gòu)類型對土壓力分布的影響概述二、墻體位移與土壓力類型（一）土壓力類型被動土壓力主動土壓力靜止土壓力土壓力1.靜止土壓力擋墻受側(cè)向土壓力后，墻身變形或位移很小，可認(rèn)為墻不發(fā)生轉(zhuǎn)動或位移，墻后土體沒有破壞，處于彈性平

3、衡狀態(tài)，墻上承受土壓力稱為靜止土壓力E0。Eo概述二、墻體位移與土壓力類型（一）土壓力類型2.主動土壓力擋土墻在填土壓力作用下，向著背離填土方向移動或沿墻跟的轉(zhuǎn)動，直至土體達(dá)到主動平衡狀態(tài)，形成滑動面，此時的土壓力稱為主動土壓力?；衙鍱a3.被動土壓力Ep滑裂面擋土墻在外力作用下向著土體的方向移動或轉(zhuǎn)動，土壓力逐漸增大，直至土體達(dá)到被動極限平衡狀態(tài)，形成滑動面。此時的土壓力稱為被動土壓力EP。概述二、墻體位移與土壓力類型（一）土壓力類型4.三種土壓力之間的關(guān)系+△-△Eo△a△pEaEoEp對

4、同一擋土墻，在填土的物理力學(xué)性質(zhì)相同的條件下有以下規(guī)律：1.Ea＜Eo＜＜Ep2.△p＞＞△a概述二、研究土壓力的目的1．設(shè)計擋土構(gòu)筑物，如擋土墻，地下室側(cè)墻，橋臺和貯倉等；2．地下構(gòu)筑物和基礎(chǔ)的施工、地基處理方面；3．地基承載力的計算，巖石力學(xué)和埋管工程等領(lǐng)域。靜止土壓力的計算作用在擋土結(jié)構(gòu)背面的靜止土壓力可視為天然土層自重應(yīng)力的水平分量K0?hh?zK0?zzh/3靜止土壓力系數(shù)靜止土壓力強(qiáng)度靜止土壓力系數(shù)測定方法：1.通過側(cè)限條件下的試驗測定2.采用經(jīng)驗公式K0=1-sinφ’計算3.按相

5、關(guān)表格提供的經(jīng)驗值確定靜止土壓力分布土壓力作用點三角形分布作用點距墻底h/3朗肯土壓力理論一、基本原理半無限體墻背光滑（1）墻背光滑（2）按半無限體計算應(yīng)力（3）墻后土體滿足Mohr-Coulomb準(zhǔn)則處于極限平衡狀態(tài)假設(shè)條件朗肯土壓力理論一、基本原理papp?f??zK0?z?f=c+?tan?土體處于彈性平衡狀態(tài)主動極限平衡狀態(tài)被動極限平衡狀態(tài)水平方向均勻壓縮伸展壓縮主動朗肯狀態(tài)被動朗肯狀態(tài)水平方向均勻伸展處于主動朗肯狀態(tài)，σ1方向豎直，剪切破壞面與豎直面夾角為45o-?/245o-?/24

6、5o＋?/2處于被動朗肯狀態(tài)，σ3方向豎直，剪切破壞面與豎直面夾角為45o＋?/2分析方法朗肯土壓力理論二、水平填土面的朗肯土壓力計算1.主動土壓力45o＋?/2h擋土墻在土壓力作用下，產(chǎn)生離開土體的位移，豎向應(yīng)力保持不變，水平應(yīng)力逐漸減小，位移增大到△a，墻后土體處于朗肯主動狀態(tài)時，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，它與大主應(yīng)力面夾角45o＋?/2，水平應(yīng)力降低到最低極限值?z(σ1)pa(σ3)極限平衡條件朗肯主動土壓力系數(shù)朗肯主動土壓力強(qiáng)度z朗肯土壓力理論二、水平填土面的朗肯土壓力計算h/3Ea?h

7、Ka討論：當(dāng)c=0,無粘性土朗肯主動土壓力強(qiáng)度h1.無粘性土主動土壓力強(qiáng)度與z成正比，沿墻高呈三角形分布2.合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積3.合力作用點在三角形形心，即作用在離墻底h/3處朗肯土壓力理論二、水平填土面的朗肯土壓力計算2.被動土壓力朗肯土壓力理論二、水平填土面的朗肯土壓力計算2.被動土壓力極限平衡條件朗肯被動土壓力系數(shù)朗肯被動土壓力強(qiáng)度?z(σ3)pp(σ1)45o－?/2hz擋土墻在外力作用下，擠壓墻背后土體，產(chǎn)生位移，豎向應(yīng)力保持不變，水平應(yīng)力逐漸增大，位移增大到△p，

8、墻后土體處于朗肯被動狀態(tài)時，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，它與小主應(yīng)力面夾角45o－?/2，水平應(yīng)力增大到最大極限值朗肯土壓力理論二、水平填土面的朗肯土壓力計算2.被動土壓力討論：當(dāng)c=0,無粘性土朗肯被動土壓力強(qiáng)度1.無粘性土被動土壓力強(qiáng)度與z成正比，沿墻高呈三角形分布2.合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積3.合力作用點在三角形形心，即作用在離墻底h/3處h?hKph/3Ep朗肯土壓力理論二、水平填土面的朗肯土壓力計算2.被動土壓力當(dāng)c＞0,粘性土粘性土主動土壓力強(qiáng)度包括兩部分1.土的自重引起的