土質(zhì)學與土力學土壓力擋土墻計算

第七章

土壓力計算理論內(nèi)容提要概述靜止土壓力計算朗肯土壓力理論庫侖土壓力理論土壓力問題的討論工程中擋土墻的土壓力計算第1節(jié)概述在港口、水利、路橋及房屋建筑等工程中，擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）是一種常見的建筑物。擋土結(jié)構(gòu)物的作用是用來擋住墻后的填土并承受來自填土的壓力。土體作用在擋土結(jié)構(gòu)物上的壓力稱為土壓力本章的任務(wù)是討論土壓力的大小和分布規(guī)律的確定方法。位移對土壓力的影響及三種土壓力主動被動擋土墻不向任何方向發(fā)生位移和轉(zhuǎn)動時，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)，作用在墻背上的土壓力稱為靜止土壓力。擋墻沿墻趾向離開填土方向轉(zhuǎn)動或平行移動，且位移達到一定量時，墻后土體達到主動極限平衡狀態(tài)，填土中開始出現(xiàn)滑動面，這時擋土墻上的土壓力稱為主動土壓力。擋墻在外力作用下向墻背填土方向轉(zhuǎn)動或平行移動時，土壓力逐漸增大，當位移達到一定量時，潛在滑動面上的剪應(yīng)力等于土的抗剪強度，墻后土體達到被動極限平衡狀態(tài)，填土內(nèi)開始出現(xiàn)滑動面，這時作用在擋土墻上的土壓力增加至最大，稱為被動土壓力。

第2節(jié)靜止土壓力計算靜止土壓力只發(fā)生在擋土墻為剛性，墻體不發(fā)生任何位移的情況，實際工程中，作用在深基礎(chǔ)側(cè)墻或者U形橋臺上土壓力，可近似看作靜止土壓力。按照水平向自重應(yīng)力的計算公式確定。若墻后填土為均勻體，則單位面積上靜止土壓力為若墻后填土中有地下水，則計算靜止土壓力時，水中土的重度應(yīng)取浮重度靜止土壓力計算的關(guān)鍵是靜止側(cè)壓力系數(shù)的確定。K0可由室內(nèi)的或現(xiàn)場的靜止側(cè)壓力試驗來測定。對于砂或正常固結(jié)的粘土，可根據(jù)有效內(nèi)摩擦角來確定習題：計算下圖的靜止土壓力18kN/m318kN/m3第2節(jié)擱朗牌肯土傍壓力漲理論18彈57年英國樣學者朗詢肯（Ran醫(yī)kin餅e）從耳研究呼彈性贈半空謀間體野內(nèi)的布應(yīng)力諒狀態(tài)絮，根域據(jù)土訴的極巨限平痛衡理他論，伯得出文計算對土壓丙力的醋方法保，又金稱極京限應(yīng)紗力法病。一、基箏本原理停和基本鋪假設(shè)基本原朋理：認步為墻后盯填土達閘到極限勺平衡狀督態(tài)時，有與墻背忽接觸的帳任一土垃單元體任都處于藏極限平刮衡狀態(tài)逗，然后責根據(jù)土跡單元體熄處于極美限平衡包狀態(tài)時埋應(yīng)力所掀滿足的顆條件來腳建立土紛壓力的役計算公撐式。基本佳假設(shè)葛：1、墻具本身稈是剛?cè)鲂缘娜ィ辉捒紤]腿墻身軌的變宵形；2、墻后榨填土延救伸到無侮限遠處追，填土傲表面水男平（=0）；3、墻鐮背垂鄉(xiāng)豐直光疫滑。AOτσ主動狀態(tài)σxmin=eaσx=K0σzσzσxmax=ep被動狀態(tài)表面點水平掏的均象質(zhì)彈烏性半隸空間犯體的蓬極限出平衡全狀態(tài)褲圖二、朗綁肯主動裹土壓力潛計算用1，3作摩爾優(yōu)應(yīng)力圓甲，如圖濾中應(yīng)力可圓I所示。使擋土宜墻向左帆方移動退，則右萌半部分心土體有遞伸張的恐趨勢，街此時豎皺向應(yīng)力v不變提，墻癥面的謠法向茫應(yīng)力h減小。v、h仍為大業(yè)小主應(yīng)歷力。當?shù)顡跬翂奈灰莆彩沟胔減小到煙土體已昂達到極弟限平衡兵狀態(tài)時昏，則h減小盒到最經(jīng)低限冶值pa，即弓為所偶求的瓦朗肯步主動刪土壓蛛力強低度。（一秩）基隊本計愉算公燥式朗肯采理論雹的主孔動土歐壓力拐系數(shù)（二駝）無鵝粘性剛土的場主動網(wǎng)土壓軌力計咬算（三朱）粘浸性土招的主癢動土腔壓力各計算ea=0有均布奮荷載時艇粘性土鑄的主動劫土壓力有荷載出現(xiàn)拉敬力區(qū)不出現(xiàn)處拉力區(qū)三、元朗肯厘被動匠土壓勿力計睜算同計薪算主則動土逝壓力船一樣麗用1、3作摩爾絞應(yīng)力圓嶺，如下規(guī)圖。使擋下土墻薄向右擺方移行動，涌則右泰半部汽分土視體有柄壓縮梯的趨罪勢，婆墻面益的法耐向應(yīng)謎力h增大。h、v為大小懂主應(yīng)力托。當擋怖土墻的椅位移使免得h增大到肺使土體際達到極愁限平衡枕狀態(tài)時錄，則h達到淹最高仇限值pp，即冰為所僑求的知朗肯悟被動惠土壓符力強池度。（一）歌基本計哪算公式朗肯送理論墓的被期動土于壓力幣系數(shù)（二芽）無測粘性某土的色被動譯土壓賽力計累算（三）對粘性土緩的被動譽土壓力園計算四、填土中蒼有地下勸水時的宇土壓力怨計算當墻后晚填土中碧有水時率，需考保慮地下伶水位以嘉下的填旱土由于評浮力作斬用使有談效重量火減輕引匯起的土醒壓力減賠小，水于下填土嚷部分采槽用浮容躬重進行褲計算。在計撕算作畏用在痰墻背金上的輔總壓退力中站應(yīng)包方括水座壓力歡的作亭用。五、填描土為成毫層土時品的土壓蔽力計算由于杯各層動填土逮重度魂不同逝，使沸得填叮土豎擋向應(yīng)表力分遺布在印土層從交界填面上洗出現(xiàn)奸轉(zhuǎn)折由于各勢層填土育粘聚力啞和內(nèi)摩游擦角不俗同，所肝以在計秩算主動推或被動污土壓力瞎系數(shù)時旋，需采激用計算孩點所在壯土層的恥粘聚力箱和內(nèi)摩愚擦角習浴題q=黎10端0k魄Pa第4節(jié)庫釘侖土壓熔力理論一、基擔本原理怖和基本份假定基本原邊理：庫例倫土壓雄力理論戰(zhàn)是根據(jù)曉墻后土筋體處于銷極限平素衡狀態(tài)某并形成豆一滑動娃楔體時憶，從楔露體的靜郊力平衡狹條件得剝出的土鞏壓力計霞算理論押。基本共假設(shè)魯：①墻后篇的填土音是理想昆的散粒喘體(粘聚力c＝0)；②墻背偏傾斜、疊粗糙、黎墻后填跡土面傾邪斜；③滑動破牙壞面為壘一平面投（墻背AB和土車體內(nèi)紹滑動普面BC）；④剛蹈體滑遞動。辯不考鑼慮滑陳動楔堪體內(nèi)噴部的幅應(yīng)力雀和變市形條塘件；⑤楔府體ABC整體虜處于貓極限讓平衡能狀態(tài)減。在AB和BC滑動面伯上，抗膛剪強度牌均已充蜜分發(fā)揮糖。即剪誤應(yīng)力τ均已槐達抗添剪強愿度τf。填土AθBDCE二、蘆無粘朵性土忽主動烏土壓半力的軋計算正弦定腔律計算自投重主動土展壓力是賭假定一奮系列破抖壞面計爺算出的擇土壓力重中的最昏大值三、只無粘販性土喇被動蹈土壓司力的碧計算W代入當擋土僵墻向填梯土方向炒擠壓時卡，最危派險滑動編面上的