《土压力计算》ppt课件

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1、第7章土压力计算7.1概述土压力：挡土结构物承受与土体接触界面土的侧向压力作用。主要荷载：土体自身重量引起的侧向压力水压力影响区范围内的构筑物荷载施工荷载挡土结构物分类：刚性挡土墙柔性挡土墙本章重点讨论刚性档土墙的古典土压力理论。下面给出几个典型的实例刚性挡土结构物公路挡土墙码头挡土墙地下室外墙拱桥桥台重力式挡土墙类型LT重力式悬臂式扶壁式给出几个柔性挡土结构物的例子：内支撑基坑加筋挡土墙板桩墙与土层锚杆加筋挡土墙（特殊）几种加筋挡土墙土压力的三种类型及形成条件：(a)静止土压力(b)主动压力(c

2、)被动土压力（1）静止土压力。用E0(kN/m)表示，强度用p0(kPa)表示。（2）主动土压力。用Ea(kN/m)和pa(kPa)表示。（3）被动土压力。用Ep(kN/m)和pp(kPa)表示。图7-3土压力与挡土墙位移关系注意：挡土结构物要达到被动土压力所需的位移远大于导致主动土压力所需的位移。三种土压力关系：EaE0Ep7.2静止土压力计算假定挡土墙后填土处于弹性状态静止土压力沿挡土墙高度呈三角形分布。Zz相当于天然地基土的应力状态计算公式：p0=K0sz=K0z静止土压力系

3、数K0的确定：（2）实际可由三轴仪等试验或原位试验测得（3）可用经验公式估算：砂性土：K0=1-sin；粘性土：K0=0.95-sin。超固结粘性土：K0=(OCR)m(1-sin)（可取m=0.4-0.5）9/19/2021（4）《公路桥涵设计通用规范》(JTJ21-89)：砾石、卵石为0.20砂土为0.25粉土为0.35粉质粘土为0.45粘土为0.55静止土压力合力：对于成层土或有超载情况：9/19/2021例7-1挡土墙后作用无限均布荷载q，土的物理力学指标为=18kN/m3

4、,sat=19kN/m3,c=0,=30。计算：静止土压力分布值及合力E0[解]静止土压力系数为K0=1-sin=1-sin30=0.5各点静止土压力值：a点：p0a=K0q=0.520=10kPab点：p0b=K0(q+h1)=0.5(20+186)=64kPac点：p0c=K0(q+h1+h2)=0.5[20+186+(19-9.8)4]=82.4kPa9/19/2021静止土压力合力为E0=(poa+pob)h1/2+(p0b+p0c)h2/2=0.5(10

5、+64)6+0.5(64+82.4)4=514.8kN/m9/19/2021静止土压力作用点距墙底距离：静水压力合力:7.3朗肯土压力理论7.3.1基本原理和假定(c)破坏面(b)应力圆(a)应力状态（1）静止状态：应力圆O1，z和x为大、小主应力。（2）朗肯主动状态：应力圆O2，z和x为大、小主应力；滑动面夹角f=(45+/2)。（3）朗肯被动状态：应力圆O3，z为小主应力，x为大主应力滑动面夹角f=(45/2)7.3.2朗肯主动土压力计算砂性土粘性土基本假定：墙

6、背直立、光滑，填土面为水平基本原理：背离填土移动至AB达到主动极限平衡状态竖向应力1=z=z水平应力3=x，即pa。此时，大、小主应力满足下述关系：将3=pa和1=z代入得：主动土压力沿深度呈直线分布合力为pa分布图形的面积作用点位于形心处对于砂性土有：合力Ea作用在距挡土墙底面H/3处。对于粘性土：令pa=0，可得合力Ea作用于距挡土墙底面(H-h0)/3处。当z＝0时，知pa=-2c但，填土与墙背之间不可能承受拉应力，出现裂缝。7.3.3朗肯被动土压力计算砂性土粘性土基本假

7、定：挡土墙墙背竖直，填土面水平基本原理：竖向应力z=z是最小主应力3水平应力x是最大主应力1，亦即pp将1=pp，3=z代入极限平衡公式，得被动土压力沿深度呈直线分布。7.3.4典型情况下的朗肯土压力填土表面有超载：相当于在深度z处增加q值的作用。将z用(q+z)代替：成层填土：强度指标不同，土层分界面上土压力分布有突变。例题7-3物理力学指标：1=18kN/m3,c1=0,1=30,2=20kN/m3,c2=0,2=35，q=20kPa。计算：（1）分布；（2）

8、合力。[解]Ka1＝0.333，Ka2＝0.271。主动土压力值分别为：a点：pa1=qKa1=200.333=6.67kPab点上(在第1层土中)：pa2=(1h1+q)Ka1=(186+20)0.333=42.6kPab点下(在第2层土中)：pa2=(1h1+q)Ka2=(186+20)0.271=34.7kPac点：pa3=(1h1+2h2+q)Ka2=(186+204+20)0.271=56.4kPa合力:Ea=(6.676+0.535.93