土力学第八章挡土墙土压力

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1、第八章挡土墙土压力第一节概述第二节库仑土压力理论第三节朗肯土压力理论第四节一些常见情况的主动土压力计算第五节影响土压力的因素及减小主动土压力的措施第六节桩式墙上的土压力计算第七节涵洞与埋管上的土压力计算第一节概述挡土墙是一种常见的结构形式，它可用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌，或使部分侧向荷载传递分散到填土上。土压力是作用于这类建筑物上的重要荷载,它是由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。挡土墙的种类作用在挡土墙上的土压力一、挡土墙的几种类型E地下室地下室侧墙E填土重力式挡土墙E桥面拱桥桥台第一节概述1刚性挡土墙本身变形极小，只

2、能发生整体位移重力式悬臂式锚拉式（锚碇式）扶壁式2柔性挡土墙本身会发生变形，墙上土压力分布形式复杂锚杆板桩板桩变形板桩上土压力实测计算垮塌的重力式挡墙垮塌的护坡挡墙失稳的立交桥加筋土挡土墙二、土压力的种类Ea:墙体外移,土压力逐渐减小,当土体破坏,达到极限平衡状态时所对应的土压力(最小)Ep:墙体内移,土压力逐渐增大,当土体破坏,达到极限平衡状态时所对应的土压力(最大)墙位移与土压力E关系土压力EEpE0Ea1%~5%1‰~5‰E0:墙体不移动,土压力即是土体产生的侧压力不同类型土压力需满足的条件1、静止土压力：土静止不动2、主动土压力：1）土推墙2）土体达到主动极限平

3、衡状态3、被动土压力：1）墙推土2）土体达到被动极限平衡状态三、静止土压力计算静止土压力：墙体不发生任何位移(即=0)相当于天然地基土的应力状态（侧限状态或K0应力状态)。zsvsvshp0=shK0为静止土压力系数；对于侧限应力状态，理论上：K0=ν/(1-ν)；由于土的ν很难确定，K0常用经验公式计算，对于砂土、正常固结粘土：静止土压力计算总静止土压力主动土压力与被动土压力计算方法见第二节与第三节。HzE0第二节库仑土压力理论一库仑土压力简介1776年,法国工程师库伦通过研究挡土墙后土体（滑动楔体）的静力平衡,提出了滑动楔体理论，亦称库伦理论。库伦土压力理论的基本假设：

4、1、挡土墙是刚性的，墙后的填土是理想的散粒体（粘聚力c=0）；2、滑动破坏面为一通过墙踵的平面。3、滑动楔体为刚体。按库仑理论求主动土压力二库仑土压力计算WRECWREAB受力分析1、主动土压力作用于土楔上的力有：1.土楔体的自重；2.破坏面上的反力R；3.墙背对土楔体的反力E；由土楔体的静力平衡条件得：作用在墙背上的土压力库伦主动土压力的一般表达式：或Emax所对应的挡土墙后填土的破坏角cr，即为真正滑动面的倾角。库仑主动土压力强度沿墙高呈三角形分布，主动土压力的作用点在距墙底H/3处。2、被动土压力按库仑理论求被动土压力CWREWREAB受力分析按求主动土压力同样的原理

5、可求得被动土压力的库仑公式为：或库仑被动土压力强度沿墙高呈三角形分布，被动土压力的作用点在距墙底H/3处。一、基本原理mnm’n’m”n”第三节朗肯土压力理论二、朗肯基本假定假定：1.墙背垂直2.墙背光滑3.填土表面水平图中:sv、sh为主应力，且sv=zHzsvsh土压力强度计算公式：1、朗肯主动土压力计算1）无粘性土总主动土压力三、土压力计算s145+f/2pa=s3z其中：Ka为朗肯主动土压力系数2）粘性土主动土压力强度45+f/2z0－z0z>z0z

6、/2pp=s1s3z式中Kp为朗肯被动土压力系数：2）粘性土被动土压力强度EpH总被动土压力式中：库仑和朗肯土压力的比较1、朗肯土压力理论1）依据：半空间的应力状态和土的极限平衡条件；2）概念明确、计算简单、使用方便；3）理论假设条件；4）理论公式直接适用于粘性土和无粘性土；5）由于忽略了墙背与填土之间的摩擦，主动土压力偏大，被动土压力偏小。2、库仑土压力理论：1）依据：墙后土体极限平衡状态、楔体的静力平衡条件；2）理论假设条件；3）理论公式仅直接适用于无粘性土；4）考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填土面倾斜的情况。但库伦理论假设破裂面是一平面，与按滑动面为曲面

7、的计算结果有出入。第四节一些常见情况的主动土压力计算填土上有荷载成层填土情况填土中有水填土表面倾斜折线型墙背上的主动与压力带卸荷板挡土墙上的主动土压力1、填土上有荷载朗肯土压力理论s145+f/2zpa=s3qpa=3fv=z+qK0v局部荷载——朗肯理论2、成层填土情况g1f1c1g2f2c2H1H2H1H23、填土中有水水下部分用浮容重土压力土压力水压力静水情况水压力4、填土表面倾斜库仑土压力理论：(1)求解假设墙面CB上主动土压力Ea(2)作用在真实墙面AC上的土压力Ea：＝