土力学课件(清华大学)6

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1、土力学2第六章挡土结构物上的土压力Earthpressureonretainingstructure§1土压力§2朗肯(Rankine)土压力理论§3库仑(Coulomb)土压力理论§4几种常见的主动土压力计算第六章挡土结构物上的土压力库仑C.A.Coulomb(1736-1806)§1概述什么是挡土结构物Retainingstructure什么是土压力(Earthpressure)影响土压力的因素挡土结构物类型对土压力分布的影响挡土结构物及其土压力概述Rigidwall一挡土结构物（挡土墙）用来支撑天然或人工

2、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。概述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。概述挡土墙类型（按刚度及位移方式）:刚性挡土墙柔性挡土墙概述刚性挡土墙§1L型T型预应力刚性加筋扶壁圬工式混凝土挡土墙及复合排水管完工完工柔性支护结构§6.1概述锚杆板桩板桩变形基坑支撑上的土压力变形土压力分布板桩上土压力实测计算上海市外环过江隧道岸埋段基坑支撑无法打锚杆，相邻建筑物的基础较深,地下管线内支撑§6.1概述地下建

3、筑物§1发生在土体内部或者与土相邻的结构物上的压力竖向土压力新填土B外土柱内土柱等沉面沟埋式上埋式二土压力的影响因素土的性质挡土墙的移动方向挡土墙和土的相对位移量土体与墙之间的摩擦挡土墙类型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。在影响土压力的诸多因素中,墙体位移条件是最主要的因素。墙体位移的方向和相对位移量决定着所产生的土压力的性质和土压力的大小。三土压力类型3.被动土压力（Passiveearthpressure)（一）墙体位移和土压力性质§1概述

4、1.静止土压力（Earthpressureatrest)2.主动土压力（Activeearthpressure)墙体位移对土压力的影响１．挡土墙所受土压力的类型，首先取决于墙体是否发生位移以及位移的方向。其中有三种特定情况下的土压力，即静止土压力、主动土压力和被动土压力。２．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。§1当d=D/H=0时（如地下室）E=E01.静止土压力2.主动土压力§1概述墙体外移，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)3.被动土压力§1概

5、述墙体内移，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)可按土体处于侧限条件下的弹性平衡状态进行计算。（二）静止土压力计算静止土压力系数K0对于侧限应力状态：p0=sh=K0sv=u/(1-u)sv=u/(1-u)gzK0=n/(1-n)由于土的n很难确定，K0常用经验公式计算对于砂土、正常固结粘土：K0≈1-sinf’svsvshshz小结挡土墙土压力土压力性质影响因素静止土压力计算如何计算主动和被动土压力？一.半无限土体中的极限平衡应力状态和朗肯土压力：§2朗肯(Rankine)土压

6、力理论1.主动极限平衡应力状态PaK0vv朗肯土压力理论基本条件和假定条件墙背光滑墙背垂直填土表面水平假设墙后各点均处于极限平衡状态§2朗肯土压力理论二.墙背光滑垂直、墙土表面水平的土压力计算§2朗肯土压力理论(一).填土为砂土由于墙背光滑垂直（没有剪应力），墙背相当于一个半无限土体中的对称线，墙后为半无限土体的一半。(一)填土为砂土§2朗肯土压力理论1.主动土压力HH/3HKa主动土压力分布墙后破裂面形状45＋/2§2朗肯土压力理论1.主动土压力pa=sh=tg2(45-f/2)gzKa=tg

7、2(45-f/2)直线分布合力Ea=1/2KagH2作用点：底部以上1/3H处滑裂面方向：与水平夹角45+f/2(一)填土为砂土HH/3HKa§2朗肯土压力理论2.被动土压力(一)填土为砂土HH/3HKp被动土压力分布墙后破裂面形状45－/290+§2朗肯土压力理论2.被动土压力pp=sh=tg2(45+f/2)gzKp=tg2(45+f/2)直线分布合力Ep=1/2KpgH2作用点：底部以上1/3H处滑裂面方向：与水平夹角45-f/2(一)填土为砂土§2朗肯土压力理论1.主动土压力(二)填土

8、为粘性土§2朗肯土压力理论1.主动土压力(一)填土为粘性土HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3主动区主动土压力分布§2朗肯土压力理论1.主动土压力zz0(一)填土为粘性土总主动土压力HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3§2朗肯土压力理论2.被动土压力(一)填土为粘性土小结基本条件和假定极限应力分析破坏形式主动和被动砂土和