第六章 土压力详解ppt课件.ppt

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1、第六章土压力、地基承载力、土坡稳定§6.1概述§6.2朗金土压力理论§6.3库仑土压力理论§6.4挡土墙设计§6.5新型挡土结构§6.6地基破坏型式及地基承载力§6.7地基的极限承载力§6.8土坡和地基稳定分析土压力理论最初分别由C．A．库伦(Coulomb)和W.J.M.朗肯(Rankine)提出，其目的主要解决与工程建设有关问题。l773年，法国的C.A.库伦(Coulomb)根据试验创立了著名的砂土抗剪强度公式，提出了计算挡土墙土压力计算的滑楔理论。CharlesAugustindeCoulomb(1736-1806)土压力理论WilliamJohnMaquornR

2、ankine(1820-1872)90余年后，1869年，英国的W.J.M.朗肯(Rankine)又从另一途径提出了挡土墙土压力理论。这些古典的理论和方法，直到今天。仍不失其理论和实用的价值，在工程设计中广泛应用。土压力理论预应力锚杆处治锚索桩板墙处治抗滑桩处治挖方最高边坡50米护面墙、挂网锚喷砼处治重力式挡土墙处治挡土墙是指为保持墙的两侧地面有一定高差而设计的构筑物，以防止土体坍塌。在房屋建筑、水利、铁路以及桥梁工程中得到广泛应用。挡土墙的类型(a)支撑土坡的挡土墙(b)堤岸挡土墙(c)地下室侧墙(d)拱桥桥台§6.1土压力概述§6.1土压力概述土压力——挡土墙后的填

3、土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力E填土面码头桥台E隧道侧墙EE挡土墙目的——支挡墙后土体，防止产生坍滑墙顶墙底墙趾墙面墙背墙锺一、土压力类型被动土压力主动土压力静止土压力土压力1.静止土压力挡土墙在压力作用下不发生任何变形和位移，墙后填土处于弹性平衡状态时，作用在挡土墙背的土压力Eo2.主动土压力在土压力作用下，挡土墙离开土体向前位移至一定数值，墙后土体达到主动极限平衡状态时，作用在墙背的土压力滑裂面Ea3.被动土压力Ep滑裂面在外力作用下，挡土墙推挤土体向后位移至一定数值，墙后土体达到被动极限平衡状态时，作用在墙上的土压力4.三种土压力之间的关系-△+△+△-△E

4、oEaEoEp对同一挡土墙，在填土的物理力学性质相同的条件下有以下规律：1.Ea＜Eo＜＜Ep2.△p＞＞△a△a△p二、静止土压力计算K0hhzK0zzh/3静止土压力系数静止土压力强度静止土压力分布土压力作用点三角形分布作用点距墙底h/3§7.2朗金土压力理论一、朗金土压力基本理论1.挡土墙背垂直、光滑2.填土表面水平3.墙体为刚性体σz=zσx＝K0zzf=0pa＝Kazpp＝Kpz增加减小45o-/245o＋/2大主应力方向主动伸展被动压缩小主应力方向理论出发点：半无限大土体中一点的极限平衡状态pappfzK0zf=c+tan土体处

5、于弹性平衡状态主动极限平衡状态被动极限平衡状态水平方向均匀压缩伸展压缩主动朗金状态被动朗金状态水平方向均匀伸展处于主动朗金状态，σ1方向竖直，剪切破坏面与竖直面夹角为45o-/245o-/245o＋/2处于被动朗金状态，σ3方向竖直，剪切破坏面与竖直面夹角为45o＋/2二、主动土压力45o＋/2h挡土墙在土压力作用下，产生离开土体的位移，竖向应力保持不变，水平应力逐渐减小，位移增大到△a，墙后土体处于朗金主动状态时，墙后土体出现一组滑裂面，它与大主应力面夹角45o＋/2，水平应力降低到最低极限值z(σ1)pa(σ3)极限平衡条件朗金主动土压力系数朗金主动土压

6、力强度zh/3EahKa讨论：当c=0,无粘性土朗金主动土压力强度h1.无粘性土主动土压力强度与z成正比，沿墙高呈三角形分布2.合力大小为分布图形的面积，即三角形面积3.合力作用点在三角形形心，即作用在离墙底h/3处2c√KaEa(h-z0)/3当c＞0,粘性土h1.土的自重引起的土压力zKa2.粘聚力c引起的负侧压力2c√Ka说明：负侧压力是一种拉力，由于土与结构之间抗拉强度很低，受拉极易开裂，在计算中不考虑负侧压力深度为临界深度z01.粘性土主动土压力强度存在负侧压力区（计算中不考虑）2.合力大小为分布图形的面积（不计负侧压力部分）3.合力作用点在三角形形心，即作

7、用在离墙底(h-z0)/3处z0hKa-2c√Ka三、被动土压力极限平衡条件朗金被动土压力系数朗金被动土压力强度z(σ3)pp(σ1)45o－/2hz挡土墙在外力作用下，挤压墙背后土体，产生位移，竖向应力保持不变，水平应力逐渐增大，位移增大到△p，墙后土体处于朗金被动状态时，墙后土体出现一组滑裂面，它与小主应力面夹角45o－/2，水平应力增大到最大极限值讨论：当c=0,无粘性土朗金被动土压力强度1.无粘性土被动土压力强度与z成正比，沿墙高呈三角形分布2.合力大小为分布图形的面积，即三角形面积3.合力作用点在三角形形心，