土力学-第八章土压力

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1、土力学土木工程系岩土教研室第8章　土压力8.1概述8.2挡土墙侧的土压力8.3朗肯土压力理论8.4库伦土压力理论8.5朗肯理论与库伦理论的比较第8章　土压力8.1概述8.2挡土墙侧的土压力8.3朗肯土压力理论8.4库伦土压力理论8.5朗肯理论与库伦理论的比较8.1概述E填土面码头桥台E隧道侧墙EE土压力通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力挡土墙是防止土体坍塌的构筑物。由于土压力是挡土墙的主要外荷载，设计挡土墙时首先要确定土压力的性质、大小、方向和作用点。其中土压力的大小还与墙后填土的性质、墙背倾斜方向等因素有关。土压力随挡土墙位移的方向分为：主动土压力、被动土压

2、力和静止土压力第8章　土压力8.1概述8.2挡土墙侧的土压力8.3朗肯土压力理论8.4库伦土压力理论8.5朗肯理论与库伦理论的比较8.2挡土墙侧的土压力根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力分为：8.2.1基本概念被动土压力主动土压力静止土压力土压力1.静止土压力E0挡土墙静止不动，墙后填土处于弹性平衡状态时，土对墙的压力Eo8.2挡土墙侧的土压力8.2.1基本概念2.主动土压力Ea在土压力作用下，挡土墙离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力滑裂面Ea3.被动土压力Ep播放动画播放动画Ep滑裂面在外力作用下，挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态

3、时，作用在墙上的土压力8.2挡土墙侧的土压力8.2.1基本概念三种土压力之间的关系-△+△+△-△Eo△a△pEaEoEp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＞＞△a8.2挡土墙侧的土压力8.2.2静止土压力作用在挡土结构背面的静止土压力可视为天然土层自重应力的水平分量K0hhzK0zzh/3静止土压力系数静止土压力强度静止土压力系数测定方法：1.通过侧限条件下的试验测定2.采用经验公式K0=1-sinφ’计算3.按相关表格提供的经验值确定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第8章　土压力8.1概述8.2挡土

4、墙侧的土压力8.3朗肯土压力理论8.4库伦土压力理论8.5朗肯理论与库伦理论的比较8.3朗肯土压力理论8.3.1基本假设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=0σa＝Kazσp＝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8.3朗肯土压力理论8.3.1基本假设σaσpfzK0zf=c+tan土体处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肯状态被动朗肯状态水平方向均匀伸展处于主动朗肯状态，σ1方向竖直，剪切破坏面与竖直面夹角为45o-/245o-

5、/245o＋/2处于被动朗肯状态，σ3方向竖直，剪切破坏面与竖直面夹角为45o＋/28.3朗肯土压力理论8.3.2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，墙后土体处于朗肯主动状态时，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)σa(σ3)极限平衡条件朗肯主动土压力系数Ka朗肯主动土压力强度z8.3朗肯土压力理论8.3.2主动土压力h/3EahKa当c=0,无粘性土朗肯主动土压力强度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

6、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8.3朗肯土压力理论8.3.2主动土压力2c√KaEa(h-z0)/3当c＞0,粘性土h粘性土主动土压力强度包括两部分1.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，即作用在离墙底(h-z0)/3处z0hKa-2c√Ka8.3朗肯土压力理论【例】有

7、一挡土墙，高6米，墙背直立、光滑，墙后填土面水平。填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力如下图所示，求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力分布图h=6m=17kN/m3c=8kPa=20o8.3朗肯土压力理论【解答】主动土压力系数墙底处土压力强度临界深度主动土压力主动土压力作用点距墙底的距离2c√Kaz0Ea(h-z0)/36mhKa-2c√Ka8.3朗肯土压力理论8.3.3被动土压力极限平衡条件朗肯被动土压力系数Kp朗肯被动土压力强度z(σ3)