土压力理论与计算压缩ppt培训课件

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1、3土压力与滑坡推力计算3.1概述3.2静止土压力计算3.3朗金土压力理论3.4库伦土压力理论3.5复杂条件下的土压力计算3.6土压力问题讨论3.7滑坡推力计算3.1概述◆土压力的概念◆土压力的分类◆影响土压力的因素◆土压力的概念（1）作用在各种形式支挡结构(挡土墙、抗滑桩等)上的土体的侧向压力称为土压力。（2）土压力的计算是一个复杂的问题，目前仍采用古典的极限平衡理论。（3）土压力的计算采用平面问题处理。◆土压力的分类（1）静止土压力（E0）挡土墙固定不动时（不产生变形和位移），墙后填土处于弹性平衡状态，则作用在挡土墙上的土压力称为静止

2、土压力。使挡土墙保持不动的条件是：墙身尺寸足够大、墙身与基础牢固的联接在一起、地基不产生不均匀沉降等。（2）主动土压力（Ea）当挡墙离开土体向前(外侧)移动时，在土体中产生破裂面AB，同时在此破裂面上产生抗剪力，因而减少了作用在墙上的土压力。此时墙后土体处于主动极限平衡状态，作用在挡土墙上的土压力达到最小值，称为主动土压力。即土压力方向与挡墙的位移方向相同。主动土压力ABEaFSFR（3）被动土压力（Ep）当挡土墙挤压墙后土体并产生位移时，作用在墙上的土压力增大，最终达到被动极限平衡状态，产生破裂面AC，AC面上的抗剪力增大了作用在墙上

3、的土压力。此时作用在墙上的土压力达到最大值，称为被动土压力。即土压力方向与挡墙的位移方向相反。被动土压力EPFSFRAC土压力及其相互关系可用下图表示：◆影响土压力的因素影响土压力的因素很多，归纳如下：1)墙后土体性质，包括土体的重度、含水量、内摩擦角和粘聚力的大小等；2)墙后土体的地面形状(包括局部荷载)；3)挡土墙的结构形式、墙背的形状和光滑程度；4)挡土墙的位移方向和位移量；5)外界条件(如地震、浸水等)其中挡墙的位移(方向和位移量)为影响土压的主要因素。3.2静止土压力计算P0=K0γh（3-1）式中γ——土体的重度h——计算点

4、距填土表面的深度K0——静止土压力系数当挡土墙不产生平动和转动时，墙后土体处于弹性平衡状态。此时，作用在墙背上任意深度的静止土压应力P0按下式计算：静止土压力计算模式(1)K0的确定目前尚无成熟的公式计算静止土压力系数，一般可取：砂土的K0＝0.34~0.45，粘土K0＝0.5~0.7。也可按下列半经验公式计算：K0=1-sinφ上式中：φ——土的内摩擦角(2)静止土压力的分布由（3-1）式可见，对均质土体，当墙后地面为平面时，静止土压力呈三角形分布，合力作用点在墙踵以上三分之一墙高处。总土压力E0为：E0=γH2K0/2（3-2）式中

5、:H——挡土墙的高度。(3)静止土压力的适用范围地下室外墙、基岩上的挡墙、桥的拱座等岩体3.3朗金土压力理论●朗金理论的基本假定（朗金，英国，1857）1)从极限平衡概念出发研究土体的稳定性；2)假设地面为水平面（当然也可为“平面”，不一定水平*后来的发展），且沿深度和侧向都无限延伸（半无限土体）；3)土体发生剪切时，破裂面为直线，朗金主、被动应力状态只存在于破裂棱体内，破裂棱体外仍处于弹性平衡状态；4)墙背(一般)竖直光滑，墙背与土体之间无摩擦力；5)朗金理论求得的是墙踵竖直面上的总土压力，土压力方向水平。适用条件：“墙背竖直光滑、地

6、面水平”●朗金主动土压力公式1)无粘性土任意深度的主动土压应力Pa:Pa=γhKa（3-3）其中:Ka＝tg2（45°－φ/2）总的主动土压力Ea:Ea=γH2Ka/2（3-4）Ea作用点通过三角形的形心，即在1/3H处。PaEaH/3H2)粘性土(3—5)由（3-5）式和图可见，粘性土的主动土压力包括两部分：一部分是由于自重引起的土压力γhKa（指向墙背），另一部分是由于内聚力造成的负侧向压力（背离墙背，为负值）,因此，墙背土压力是这两部分迭加的结果。Pa=γhKa-2c计算作用在墙背的总土压力时，考虑到墙背与土体之间几乎不能承受拉应

7、力，故在计算中，墙背上的土压力一般应略去拉应力部分不计，而仅算作用在墙背上的压应力。这样:(3-6)hc的求法：上图中a点的土压力为0，Pa=0拉应力区的深度hc，常称为临界直立高度，这一高度表示在填土表面无荷载的条件下，在hc深度的范围内，可以竖直开挖，即使没有挡墙，边坡也不会失稳。hc可由下式求出：将（3-7）代入（3-6）得：Ea的作用点在距墙底（H-hc）/3处。●朗金被动土压力公式当挡土墙受到外力作用，而推向土体时，填土中任意一单元体上竖向应力保持不变，而水平向应力逐渐增大，在这情况下，竖向方向变为小主应力，水平方向变为大主应

8、力。最后墙后填土发生朗金被动破坏。1）无粘性土Pp＝γhKp（3-9）其中，Kp=tg2（45°+φ/2）Pp－任意深度h处的被动土压力；Kp－被动土压力系数。Ep=γH2Kp/2（3-10）2）粘性土实际