土力学1-第6章挡土结构物上的土压力

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1、第六章挡土结构物上的土压力江苏大学土木系苗永红注册土木工程师6.1概述6.2静止土压力计算6.3朗肯(Rankine)土压力理论6.4库仑(Coulomb)土压力理论6.5两种土压力理论的比较6.6几种常见的主动土压力计算本章目录6.1概述挡土结构物(挡土墙)用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定性，或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。挡土结构物上的土压力由于土体自重、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。6.1概述挡土墙的几种类型E地下室地下室侧墙E填土重力式挡土墙E桥面拱桥桥台粮食仓库味精瓶苹果箱6.1概述刚性挡土墙本身变形极小，只能

2、发生整体位移重力式悬臂式扶壁式锚拉式（锚碇式）6.1概述刚性挡土墙的位移及土压力分布6.1概述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6.1概述临时支撑系统的位移及土压力分布临时支撑土压力分布受施工过程和变位条件的影响6.1概述刚性挡土墙土压力计算比较简单，其它类型的土压力计算大都以刚性墙为依据本章要讨论的中心问题刚性挡土墙上的土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布及合力作用点6.1概述墙体位移与土压力类型6.1概述墙体位移与土压力类型E静止土压力E0主动土压力Ea被动土压力Ep6.1概述土压力的类型静止土压力E0：坚硬地基上，断面

3、较大主动土压力Ea：一般挡土墙被动土压力Ep:桥台挡土墙所受土压力的大小并不是一个常数，而是随位移量的变化而变化。E桥面拱桥桥台6.2静止土压力计算静止土压力墙体不发生任何位移=0相当于天然地基土的应力状态（侧限状态）——k0应力状态嵌岩的挡土墙地下室6.2静止土压力计算svsvshp0=shzK0:静止土压力系数对于侧限应力状态，理论上：K0=n/(1-n)对于砂土、正常固结粘土由于土的n很难确定，K0常用经验公式计算6.2静止土压力计算svsvshp0=shz极限平衡状态：f6.2静止土压力计算静止土压力计算HzE0总静止土压力6.3朗肯土压力理论1朗肯极限平衡应

4、力状态自重应力作用下，半无限土体内各点的应力从弹性平衡状态发展为极限平衡状态的情况。3fv=zK0v主动极限平衡应力状态s1s345+f/21fv=zK0v被动极限平衡应力状态6.3朗肯土压力理论s1s3s3s145-f/26.3朗肯土压力理论2朗肯土压力计算假定：墙背垂直光滑，填土表面水平Hsvsh于是：sv、sh为主应力，且sv=zz6.3朗肯土压力理论朗肯主动土压力计算－填土为无粘性土（砂土）s145+f/2竖向应力为大主应力水平向应力为小主应力无粘性土的极限平衡条件z于是：主动土压力强度pa=3fv=zK0vpa=s36.3朗肯土压力理

5、论朗肯主动土压力计算－填土为无粘性土（砂土）s145+f/2pa=s3z主动土压力强度－朗肯主动土压力系数总主动土压力6.3朗肯土压力理论朗肯主动土压力计算－填土为粘性土竖向应力为大主应力水平向应力为小主应力粘性土的极限平衡条件于是：主动土压力强度pa=3fv=zK0v6.3朗肯土压力理论朗肯主动土压力计算－填土为粘性土主动土压力强度－朗肯主动土压力系数负号45+f/2z0－z0z>z0z

6、-f/2无粘性土的极限平衡条件于是：被动土压力强度pp=1fv=zK0vpp=s1s3z6.3朗肯土压力理论朗肯被动土压力计算－填土为无粘性土（砂土）45-f/2pp=s1s3z被动土压力强度－朗肯被动土压力系数总被动土压力6.3朗肯土压力理论朗肯被动土压力计算－填土为粘性土竖向应力为小主应力水平向应力为大主应力粘性土的极限平衡条件于是：被动土压力强度pp=1fv=zK0v6.3朗肯土压力理论朗肯被动土压力计算－填土为粘性土被动土压力强度－朗肯被动土压力系数正号EpH总被动土压力6.3朗肯土压力理论小结：朗肯土压力理论墙背垂直光滑主动和被动极限平衡条件砂土和

7、粘性土1fv=zK0vs1s345-f/245+f/23fs1s36.3朗肯土压力理论粘性土的主动土压力HEa不支护直立开挖的最大深度－z06.3朗肯土压力理论主动土压力系数被动土压力系数静止土压力系数6.3朗肯土压力理论总土压力：单位长度挡土墙上土压力单位：kN/m，大小、方向、作用点土压力强度：单位面积上的土压力单位：kN/m2几个概念每延米Ep6.3朗肯土压力理论应用HL板桩6.4库仑土压力理论墙