土力學(xué)6-擋土結(jié)構(gòu)物上土壓力

1、 擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力Earth pressure on retaining wall排水管排水管排水孔排水孔混凝土墻混凝土墻土工織物反濾土工織物反濾砂礫石料砂礫石料山東科技大學(xué)資環(huán)學(xué)院山東科技大學(xué)資環(huán)學(xué)院第第6章章?lián)跬翂跬翂?Retaining wall土壓力土壓力Earth pressure土壓力土壓力Earth pressure土土6.1 概述概述6.2 靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力計(jì)算6.3 朗肯朗肯(Rankine)土壓力理論土壓力理論6.4 庫侖庫侖(Coulomb)土壓力理論土壓力理論6.5 土壓力問題的討論土壓力問題的討論6.6 工程中擋土墻的工程中擋土墻的土

2、壓力計(jì)算土壓力計(jì)算本章目錄本章目錄6.1 概述概述什么是擋土結(jié)構(gòu)物什么是擋土結(jié)構(gòu)物 Retaining structure什么是土壓力什么是土壓力 Earth pressure影響土壓力的因素影響土壓力的因素一、一、 擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）及土壓力擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）及土壓力擋土結(jié)構(gòu)物擋土結(jié)構(gòu)物：用來支撐天然或人工斜坡：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)側(cè)向荷載傳遞分散到填土上的一種結(jié)構(gòu)物。物。支支撐撐天天然然斜斜坡坡E拱橋橋拱橋橋臺(tái)臺(tái)E擋土墻上的土壓力擋土墻上的土壓力：由于土體自重、土：由于土體自重、土上

3、荷載或結(jié)構(gòu)物的側(cè)向擠壓作用，擋土上荷載或結(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)向壓結(jié)構(gòu)物所承受的來自墻后填土的側(cè)向壓力。力。擋土墻類型（按剛度及位移方式）:l 剛性擋土墻l 柔性擋土墻錨桿錨桿板樁板樁板樁變形板樁變形剛性擋土墻：剛性擋土墻：本身變形極小，只能發(fā)生整體位移 重力式重力式懸臂式懸臂式扶壁式扶壁式 錨拉式錨拉式支支撐撐天天然然斜斜坡坡E地下室側(cè)墻地下室側(cè)墻E填土填土E填填土土堤岸擋土墻堤岸擋土墻拱橋橋臺(tái)拱橋橋臺(tái)E擋土墻漿砌塊石擋土墻漿砌塊石護(hù)坡樁形成的擋土結(jié)構(gòu) 6.1概述概述土工格柵加筋建成土工格柵加筋建成56.5m高高的加筋擋土墻的加筋擋土墻加筋擋土墻加筋擋土墻

4、6.1概述概述柔性擋土墻：本身本身會(huì)發(fā)生變形，墻上土壓力分布形會(huì)發(fā)生變形，墻上土壓力分布形式復(fù)雜式復(fù)雜錨桿錨桿板樁板樁板樁變形板樁變形板樁上土壓力板樁上土壓力 實(shí)測(cè)實(shí)測(cè) 計(jì)算計(jì)算板樁板樁錨桿錨桿基坑支撐上的土壓力基坑支撐上的土壓力變形變形土壓力分布土壓力分布本部分要討論的中心問題本部分要討論的中心問題剛性擋土墻上的土壓力性質(zhì)及土壓力計(jì)算，包括土壓力的大小、方向、分布及合力作用點(diǎn)。 6.1概述概述3.被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力（Passive earth pressure)二、 土壓力的種類1.靜止土壓力靜止土壓力（Earth pressure at rest)2.主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力（Active

5、earth pressure)巖石拱橋橋臺(tái)墻體位移與土壓力類型墻體位移與土壓力類型靜止土壓力H+ - = H土壓力EEpE0Ea - H15%15%0地下室側(cè)墻地下室側(cè)墻E填土填土主動(dòng)土壓力墻體墻體外移外移，土壓力逐漸土壓力逐漸減小減小，當(dāng)土體當(dāng)土體破壞破壞，達(dá)到，達(dá)到極極限平衡狀態(tài)限平衡狀態(tài)時(shí)所對(duì)應(yīng)時(shí)所對(duì)應(yīng)的土壓力的土壓力( (最小最小) )EH+土壓力EEpE0Ea - H = H15%15%0被動(dòng)土壓力墻體墻體內(nèi)移內(nèi)移，土壓力逐漸土壓力逐漸增大增大，當(dāng)土體當(dāng)土體破壞破壞，達(dá)到達(dá)到極限平衡狀態(tài)極限平衡狀態(tài)時(shí)所對(duì)應(yīng)的土壓力時(shí)所對(duì)應(yīng)的土壓力( (最大最大) )土壓力EEpE0Ea - H =

6、H15%15%0-6.2 6.2 靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力靜止土壓力墻體不發(fā)生任何位移墻體不發(fā)生任何位移,即即 相當(dāng)于天然地基土的相當(dāng)于天然地基土的應(yīng)力狀態(tài)（側(cè)限狀態(tài)）應(yīng)力狀態(tài)（側(cè)限狀態(tài)）嵌巖的擋土墻嵌巖的擋土墻地下室地下室 = 06.2靜止土壓力計(jì)算s svs svs shp0=shzzsvzKs0hK0: 靜止土壓力系數(shù)靜止土壓力系數(shù) zKps0h0對(duì)于側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)，理論上：對(duì)于側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)，理論上：K K0 0n/(1-n)n/(1-n) - - sin10K對(duì)于砂土、正常固結(jié)粘土對(duì)于砂土、正常固結(jié)粘土由于土的由于土的 n n 很難確定，很難確定，K K0 0 常用經(jīng)驗(yàn)公式

7、計(jì)算常用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算靜止土壓力分布靜止土壓力分布HzzKp00H31E0HK020021HKE總靜止土壓力總靜止土壓力6.2靜止土壓力計(jì)算形心1/3H2若墻后填土中有地下水，則計(jì)算若墻后填土中有地下水，則計(jì)算靜止土壓力時(shí)，水中土的重度應(yīng)靜止土壓力時(shí)，水中土的重度應(yīng) 取浮重度取浮重度6.2靜止土壓力計(jì)算6.3 6.3 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論1 朗肯極限平衡應(yīng)力狀態(tài)朗肯極限平衡應(yīng)力狀態(tài) 自重應(yīng)力作用下，半無限土體內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力從自重應(yīng)力作用下，半無限土體內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力從彈性平衡狀態(tài)發(fā)展為極限平衡狀態(tài)的情況。彈性平衡狀態(tài)發(fā)展為極限平衡狀態(tài)的情況。s s3fs sv= z s sK0s sv主動(dòng)極限

8、平衡應(yīng)力狀態(tài)主動(dòng)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)s s1s s345 + /2仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水s s1fs sv= z s sK0s sv被動(dòng)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)被動(dòng)極限平衡應(yīng)力狀態(tài) 6.3 6.3 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論s s1s s3s s3s s145 - /2仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水2 朗肯土壓力計(jì)算朗肯土壓力計(jì)算假定：假定： 墻背垂直光滑，填土表面水平墻背垂直光滑，填土表面水平Hs svs sh于是：于是： s sv、 s sh為主應(yīng)力為主應(yīng)力，且，且s sv= zz 6.3 6.3 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算朗肯主

9、動(dòng)土壓力計(jì)算填土為填土為無粘性土（砂土）無粘性土（砂土）s s145 + /2豎向應(yīng)力為大主應(yīng)力豎向應(yīng)力為大主應(yīng)力zssv1水平向應(yīng)力為小主應(yīng)力水平向應(yīng)力為小主應(yīng)力aph3ss無粘性土的極限平衡條件無粘性土的極限平衡條件z)2/45(213ss-tg于是：于是：主動(dòng)土壓力強(qiáng)度主動(dòng)土壓力強(qiáng)度)2/45(23hss-tgzpapa=s s3fs sv= z s sK0s sv pa=s s3 6.3 6.3 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水s s145 + /2 pa=s s3z主動(dòng)土壓力強(qiáng)度主動(dòng)土壓力強(qiáng)度)2/45(2-tgzpaaaKzp)2/45(2-tgKa朗

10、肯主動(dòng)土壓力系數(shù)朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù)HKpaa 2/2HKEaa H31總主動(dòng)土壓力總主動(dòng)土壓力221HKEaa 6.3 6.3 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算填土為填土為粘性土粘性土豎向應(yīng)力為大主應(yīng)力豎向應(yīng)力為大主應(yīng)力zssv1水平向應(yīng)力為小主應(yīng)力水平向應(yīng)力為小主應(yīng)力aph3ss粘性土的極限平衡條件粘性土的極限平衡條件)2/45(2)2/45(213ss-tgctg于是：于是：主動(dòng)土壓力強(qiáng)度主動(dòng)土壓力強(qiáng)度)2/45(2)2/45(23hss-tgctgzpapa=s s3fs sv= z s sK0s sv 6.3 6.3 朗

11、肯土壓力理論朗肯土壓力理論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水主動(dòng)土壓力強(qiáng)度主動(dòng)土壓力強(qiáng)度aaaKcKzp2-)2/45(2 - - tgKa朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù)朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù)負(fù)號(hào)負(fù)號(hào)45 + /2z0z0aKcz20zz0 aaaKcKzp2-zz0 0ap 6.3 6.3 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水a(chǎn)aaKcHKp2-H)(310zH -Ea總主動(dòng)土壓力總主動(dòng)土壓力2202221)(2c-(21cKcHKHzHKHKEaaaaa-z0aKcz20 6.3 6.3 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水注意：粘性土的主動(dòng)土壓力注意：

12、粘性土的主動(dòng)土壓力aaaKcHKp2-H)(310zH -Ea不支護(hù)直立開不支護(hù)直立開挖的最大深度挖的最大深度z0 6.3 6.3 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水例題例題仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水朗肯朗肯被動(dòng)被動(dòng)土壓力計(jì)算土壓力計(jì)算填土為無粘性土（砂土）填土為無粘性土（砂土）豎向應(yīng)力為小主應(yīng)力豎向應(yīng)力為小主應(yīng)力zssv3水平向應(yīng)力為大主應(yīng)力水平向應(yīng)力為大主應(yīng)力pph1ss45 - /2無粘性土的極限平衡條件無粘性土的極限平衡條件)2/45(213ss-tg于是：于是：被動(dòng)土壓力強(qiáng)度被動(dòng)土壓力強(qiáng)度)2/45(21hsstgzpppp=s s1fs sv=

13、z s sK0s sv pp=s s1s s3z)2/45(231sstg 6.3 6.3 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水45 - /2 pp=s s1s s3z被動(dòng)土壓力強(qiáng)度被動(dòng)土壓力強(qiáng)度)2/45(2tgzppppKzp)2/45(2tgKp朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù)朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù)總被動(dòng)土壓力總被動(dòng)土壓力221HKEppHKpppH31 6.3 6.3 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水朗肯朗肯被動(dòng)被動(dòng)土壓力計(jì)算土壓力計(jì)算填土為粘性土填土為粘性土豎向應(yīng)力為小主應(yīng)力豎向應(yīng)力為小主應(yīng)力zssv3水平向應(yīng)力為大主應(yīng)力水平向應(yīng)力為大主應(yīng)力pp

14、h1ss粘性土的極限平衡條件粘性土的極限平衡條件于是：于是：被動(dòng)土壓力強(qiáng)度被動(dòng)土壓力強(qiáng)度)2/45(2)2/45(21hsstgctgzpppp=s s1fs sv= z s sK0s sv )2/45(2)2/45(213ss-tgctg)2/45(2)2/45(231sstgctg 6.3 6.3 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水被動(dòng)土壓力強(qiáng)度被動(dòng)土壓力強(qiáng)度pppKcKzp2)2/45(2tgKp朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù)朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù)正號(hào)正號(hào)HKppKc2EpH總被動(dòng)土壓力總被動(dòng)土壓力pppKcHKHE2212 6.3 6.3 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論仁者樂

15、山仁者樂山 智者樂水智者樂水小結(jié)：朗肯土壓力理論墻背垂直光滑墻背垂直光滑主動(dòng)和被動(dòng)主動(dòng)和被動(dòng)極限平衡條件極限平衡條件砂土和粘性土砂土和粘性土s s1fs sv= z s sK0s svs s1s s345 - /245 + /2s s3fs s1s s3 6.3 6.3 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水主動(dòng)土壓力系數(shù)主動(dòng)土壓力系數(shù))2/45(2tgKp)2/45(2-tgKa被動(dòng)土壓力系數(shù)被動(dòng)土壓力系數(shù)靜止土壓力系數(shù)靜止土壓力系數(shù)sin10-Ksin1sin1-sin1sin1-paKKK1015%15%0E0Ea HH Ep土壓力 E_ HH + 6.3 6.3

16、 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論6.4 6.4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論墻背傾斜、粗糙、填土傾斜時(shí)？庫侖土壓力理論庫侖庫侖C. A. Coulomb(1736-1806)仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水墻背傾斜，具有傾角墻背傾斜，具有傾角 填土表面有傾角填土表面有傾角 墻背粗糙，與填土摩擦角為墻背粗糙，與填土摩擦角為 出發(fā)點(diǎn)：平面滑裂面假設(shè)：平面滑裂面假設(shè)：滑裂面為平面滑裂面為平面假設(shè)條件： 剛體滑動(dòng)假設(shè)：剛體滑動(dòng)假設(shè)：破壞土楔為剛體，破壞土楔為剛體，滑動(dòng)楔體整體處于極限平衡狀態(tài)滑動(dòng)楔體整體處于極限平衡狀態(tài) 6.4 6.4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水 A

17、CH B無粘性土的主動(dòng)土壓力無粘性土的主動(dòng)土壓力W ER WRE - =90 - - )()(180sin)sin(fWE- 、E 6.4 6.4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論0ddf求極大值求極大值仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水a(chǎn)aKHE221 EEa222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cos-aK庫侖主動(dòng)土壓力系數(shù)庫侖主動(dòng)土壓力系數(shù)aHKH31Ea特例：特例： = = =0，即墻背垂直光滑，填土表面水平時(shí)，與朗肯理論等價(jià)，即墻背垂直光滑，填土表面水平時(shí)，與朗肯理論等價(jià) 土壓力分布：土壓力分布：三角形分布三角形分布 6.4 6.4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力

18、理論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水ABC H無粘性土的被動(dòng)土壓力無粘性土的被動(dòng)土壓力WRE + =90 + - )()(180sin)sin(fWE-0ddf 、EW ER 6.4 6.4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論求極小值求極小值仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水ppKHE221 EEp庫侖被動(dòng)土壓力系數(shù)庫侖被動(dòng)土壓力系數(shù)pHKH31土壓力分布：土壓力分布：三角形分布三角形分布222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cos-pK 6.4 6.4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論當(dāng)當(dāng) 填土表面不是平面時(shí)，以主動(dòng)土壓力為例填土表面不是平面時(shí)，以主動(dòng)土壓力為例 6.4

19、 6.4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論庫爾曼（庫爾曼（Culmann）圖解法）圖解法粘性填土的土壓力粘性填土的土壓力W中包括BCDEaKcz20 6.4 6.4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論（為了計(jì)算簡(jiǎn)便，一般用折減內(nèi)摩擦角的方法計(jì)算）（為了計(jì)算簡(jiǎn)便，一般用折減內(nèi)摩擦角的方法計(jì)算） 6.5 6.5 土壓力問題的討論土壓力問題的討論1 、分析方法、分析方法 E朗肯理論朗肯理論庫侖理論庫侖理論土體內(nèi)各點(diǎn)均處于極限土體內(nèi)各點(diǎn)均處于極限平衡狀態(tài)：平衡狀態(tài)：極限應(yīng)力法極限應(yīng)力法剛性楔體，滑面上處于剛性楔體，滑面上處于極限平衡狀態(tài)：極限平衡狀態(tài)：滑動(dòng)楔滑動(dòng)楔體法體法先求土壓力強(qiáng)度先求土壓力強(qiáng)度p p先求總

20、土壓力先求總土壓力E E極限平衡狀態(tài)極限平衡狀態(tài) 兩種土壓力理論的比較兩種土壓力理論的比較仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水 6.5 土壓力問題的討論土壓力問題的討論朗肯理論朗肯理論庫侖理論庫侖理論 墻背條件墻背條件墻背光滑豎墻背光滑豎直直 墻背可以是傾斜粗糙的墻背可以是傾斜粗糙的 填土條件填土條件填土水平填土水平填土表面為水平或者傾斜的填土表面為水平或者傾斜的 E2 、應(yīng)用條件、應(yīng)用條件仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水3 計(jì)算誤差計(jì)算誤差朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論 WREaEa實(shí)際實(shí)際0WREpEp 主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力偏大偏大 被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力偏小偏小 6.5 土壓力問題的討論土壓

21、力問題的討論 主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力 被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水3 計(jì)算誤差計(jì)算誤差庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論 實(shí)際滑裂面不一定是平面實(shí)際滑裂面不一定是平面 主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力 偏小偏小被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力 偏大偏大滑動(dòng)面滑動(dòng)面滑動(dòng)面滑動(dòng)面主動(dòng)土壓力搜索得到主動(dòng)土壓力搜索得到的不一定是最大值的不一定是最大值被動(dòng)土壓力搜索得到被動(dòng)土壓力搜索得到的不一定是最小值的不一定是最小值 6.5 土壓力問題的討論土壓力問題的討論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水對(duì)于無粘性土，朗肯理論由于忽略了墻背面的摩擦影響，對(duì)于無粘性土，朗肯理論由于忽略了墻背面的摩擦影響，計(jì)算的主動(dòng)土壓力偏

22、大，用庫倫理論則比較符合實(shí)際。計(jì)算的主動(dòng)土壓力偏大，用庫倫理論則比較符合實(shí)際。但是，在工程設(shè)計(jì)中由于考慮到朗肯計(jì)算公式簡(jiǎn)便，誤但是，在工程設(shè)計(jì)中由于考慮到朗肯計(jì)算公式簡(jiǎn)便，誤差偏于安全方面，常用朗肯計(jì)算。差偏于安全方面，常用朗肯計(jì)算。 對(duì)于有粘聚力的粘性填土，用朗肯土壓力公式可以直接對(duì)于有粘聚力的粘性填土，用朗肯土壓力公式可以直接計(jì)算，用庫侖理論往往用折減內(nèi)摩擦角的辦法考慮粘聚計(jì)算，用庫侖理論往往用折減內(nèi)摩擦角的辦法考慮粘聚力的影響，誤差可能較大。力的影響，誤差可能較大。 計(jì)算被動(dòng)土壓力時(shí)，無論用庫侖理論還是用朗肯理論計(jì)計(jì)算被動(dòng)土壓力時(shí)，無論用庫侖理論還是用朗肯理論計(jì)算，均有較大誤差，為了簡(jiǎn)單

23、起見，常采用朗肯理論。算，均有較大誤差，為了簡(jiǎn)單起見，常采用朗肯理論。 在實(shí)際工程問題中，土壓力計(jì)算是比較復(fù)雜的。在實(shí)際工程問題中，土壓力計(jì)算是比較復(fù)雜的。計(jì)算誤差計(jì)算誤差 結(jié)論結(jié)論 工程中使用被動(dòng)土壓力較少。因?yàn)樗柘鄬?duì)位移太大工程中使用被動(dòng)土壓力較少。因?yàn)樗柘鄬?duì)位移太大 6.5 土壓力問題的討論土壓力問題的討論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水三種典型土壓力在實(shí)際工程中的應(yīng)用三種典型土壓力在實(shí)際工程中的應(yīng)用對(duì)于一般的擋土墻，土壓力通常都可按主動(dòng)土壓對(duì)于一般的擋土墻，土壓力通常都可按主動(dòng)土壓力計(jì)算。力計(jì)算。對(duì)于直接澆注在基巖上的擋土墻在設(shè)計(jì)中常將主對(duì)于直接澆注在基巖上的擋土墻在設(shè)計(jì)中常將主

24、動(dòng)土壓力增大動(dòng)土壓力增大2525作為計(jì)算的土壓力，如圖所作為計(jì)算的土壓力，如圖所示。示。被動(dòng)土壓力發(fā)生在墻向填土方向的位移比較大的被動(dòng)土壓力發(fā)生在墻向填土方向的位移比較大的情況，要求位移量達(dá)到墻高的情況，要求位移量達(dá)到墻高的0.020.02到到0.050.05。這樣。這樣大的位移是工程中所不允許的。因此，在驗(yàn)算擋大的位移是工程中所不允許的。因此，在驗(yàn)算擋土墻的穩(wěn)定性時(shí)，不能全部采用被動(dòng)土壓力的數(shù)土墻的穩(wěn)定性時(shí)，不能全部采用被動(dòng)土壓力的數(shù)值，通常取其值，通常取其3030。 6.5 土壓力問題的討論土壓力問題的討論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水擋土墻位移對(duì)土壓力分布的影響擋土墻位移對(duì)土壓力分布

25、的影響若墻的下端不動(dòng)，上端向外移動(dòng)，壓力為直線分布，總應(yīng)力作用在墻底面上若墻的下端不動(dòng)，上端向外移動(dòng)，壓力為直線分布，總應(yīng)力作用在墻底面上H/3H/3處，處，如圖如圖(a)(a)所示。當(dāng)上端的移動(dòng)達(dá)到相當(dāng)數(shù)值時(shí)，填土發(fā)生破壞，此時(shí)作用在墻上的所示。當(dāng)上端的移動(dòng)達(dá)到相當(dāng)數(shù)值時(shí)，填土發(fā)生破壞，此時(shí)作用在墻上的土壓力為主動(dòng)土壓力。土壓力為主動(dòng)土壓力。 若墻的上端不動(dòng)下端向外移動(dòng)時(shí)，無論位移多大都不能使填土發(fā)生主動(dòng)破壞，壓若墻的上端不動(dòng)下端向外移動(dòng)時(shí)，無論位移多大都不能使填土發(fā)生主動(dòng)破壞，壓力為曲線分布?？倯?yīng)力作用在墻底面以上力為曲線分布?？倯?yīng)力作用在墻底面以上H/2H/2處，如圖（處，如圖（b b）

26、所示。）所示。 若墻的上端和下端都向外移動(dòng)，位移的大小未使填土發(fā)生主動(dòng)破壞，壓力也是曲若墻的上端和下端都向外移動(dòng)，位移的大小未使填土發(fā)生主動(dòng)破壞，壓力也是曲線分布，如圖（線分布，如圖（c c）所示，總應(yīng)力作用在）所示，總應(yīng)力作用在H/2H/2附近。當(dāng)位移超過圖（附近。當(dāng)位移超過圖（a a）上端轉(zhuǎn)動(dòng)所）上端轉(zhuǎn)動(dòng)所發(fā)生的主動(dòng)破壞的位移時(shí)，填土中也將發(fā)生主動(dòng)破壞，壓力成為直線分布，壓力發(fā)生的主動(dòng)破壞的位移時(shí)，填土中也將發(fā)生主動(dòng)破壞，壓力成為直線分布，壓力作用點(diǎn)降至作用點(diǎn)降至H/3H/3處。處。 6.5 土壓力問題的討論土壓力問題的討論6.6 6.6 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算

27、幾種常見的土壓力計(jì)算幾種常見的土壓力計(jì)算1. 1. 填土上有荷載填土上有荷載2. 2. 成層填土情況成層填土情況3. 3. 填土中有水填土中有水4. 4. 坦墻坦墻5. 5. 折線墻背面上的土壓力折線墻背面上的土壓力6.6.開挖情況下的土壓力開挖情況下的土壓力7. 7. 地震時(shí)的土壓力地震時(shí)的土壓力仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水6.6幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算1 填土上有荷載填土上有荷載s s145 + /2pa=s s3fs sv= z+q s sK0s svz pa=s s3qaaaKcKqzp2)(3-sqz s1aaaKcqKzK2-aaKcqK2-azK朗肯

28、土壓力理論朗肯土壓力理論仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水1 填土上有荷載填土上有荷載庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論)cos(cos212-aaaqHKKHE6.6幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水局部荷載局部荷載朗肯理論朗肯理論 6.6幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水局部荷載局部荷載庫侖理論庫侖理論 WERqWREaEaQ6.6幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水2 成層填土情況成層填土情況 1 1 c1)245(2)245(2vhss-ooatgct

29、gp 2 2 c2H1H2aaKcK2v-s6.6幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水 2 1)2/45(2-ztgzKpaac1= c2=0 時(shí)時(shí) 2 2 H1H2 1 1 111aKH211aKH 22211)(aKHH 1 = 2 時(shí)時(shí) 2 1 2 0 c1 0 c2 = 0aaaKczKp2-c1、 c2不為不為0 時(shí)時(shí) 2 2 H1H2 1 1 111112aaKcKH-222112aaKcKH-22222112)(aaKcKHH-aaKdzdp 1 = 2 2 = 1 時(shí)時(shí)6.6幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算仁者樂山仁

30、者樂山 智者樂水智者樂水H1H23 填土中有水填土中有水水下部分用浮容重水下部分用浮容重uzzss土壓力土壓力zaaKpsupu)2/45(2-tgKaaKH1 aKHH)(212Hw 土壓力土壓力 aKH1aEwEwaEEE水壓力水壓力靜水情況靜水情況水壓力水壓力6.6幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水例題：例題：某擋土墻高某擋土墻高7m，墻背垂直光滑，墻后填土表面水平，墻頂寬，墻背垂直光滑，墻后填土表面水平，墻頂寬0.8m，墻底寬，墻底寬3.2m，墻砌體重度，墻砌體重度=22kN/m3，基底摩擦系數(shù)，基底摩擦系數(shù)=0.5，墻后填土面上作用有均

31、布荷載，墻后填土面上作用有均布荷載q=10kpa，墻后填土分兩層：，墻后填土分兩層：（1）畫出主動(dòng)土壓力分布圖）畫出主動(dòng)土壓力分布圖形形（2）求主動(dòng)土壓力）求主動(dòng)土壓力Ea（3）驗(yàn)算該擋土墻的穩(wěn)定性）驗(yàn)算該擋土墻的穩(wěn)定性仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水4 坦墻坦墻 cr=45o- /2(1) (1) 垂直于假設(shè)墻面垂直于假設(shè)墻面CDCD上主動(dòng)土壓力上主動(dòng)土壓力 E a=1/2Ka H2 (2) (2) 作用在真實(shí)墻面作用在真實(shí)墻面ACAC上的土壓力上的土壓力WEa Ea22WEEaa第一滑裂面第一滑裂面第二滑裂面第二滑裂面WEa 6.6幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水5 折線墻背面上的土壓力折線墻背面上的土壓力Ea1Ea2+CABDADCB小擋土墻小擋土墻土壓力土壓力假設(shè)完整擋土墻假設(shè)完整擋土墻土壓力的一部分土壓力的一部分21aaaEEE6.6幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水6 6 開挖情況的土壓力開挖情況的土壓力 若開外面較緩，滑動(dòng)面只可能若開外面較緩，滑動(dòng)面只可能發(fā)生在新土中，則按新土的性發(fā)生在新土中，則按新土的性質(zhì)確定土壓力。質(zhì)確定土壓力。若開挖面較陡，先假定開挖面若開挖面較陡，先假定開挖面為滑動(dòng)面，根據(jù)滑動(dòng)土體靜力為滑動(dòng)面，根據(jù)滑動(dòng)土體靜力平