上海交通大学土力学与地基基础4

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1、概述挡土墙上的土压力朗肯土压力理论库伦土压力理论挡土墙设计地基破坏型式和地基承载力浅基础的地基临塑荷载浅基础的地基极限承载力土坡和地基的稳定性分析第四章地基的应力和沉降土压力：挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力挡土墙是防止土体坍塌的构筑物在房屋建筑水利工程铁路工程以及桥梁中得到广泛应用支撑土坡的挡土墙堤岸挡土墙地下室侧墙拱桥桥台环球金融中心地下连续墙上海南站南广场闵行商贸土压力主动土压力Ea:被动土压力Ep:静止土压力E0:挡土墙上的土压力当挡土墙静止不动土体处于弹性平衡状态时土对墙的压力当

2、挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在挡土墙上的土压力挡土墙模型实验原型观测和理论研究表明：在相同条件下，主动土压力小于静止土压力而静止土压力又小于被动土压力。—土的侧压力系数或静止土压力系数—墙后填土重度，kN/m3朗肯土压力理论朗肯土压力理论是根据半空间体的应力状态和土的极限平衡理论得出的土压力计算理论。朗肯将上述原理应用于挡土墙土压力计算时假设墙背直立、光滑墙后填土面水平。这时，墙背与填土界面上的剪应力为零。不改变右边土

3、体中的应力状态。当挡土墙的变位符合上述主动或被动极限平衡条件时，作用在挡土墙墙背上的土压力即为朗肯主动土压力或朗肯被动土压力。主动土压力计算主动土压力系数无粘性土主动土压力被动土压力系数【例】有一挡土墙，高5m，墙背直立、光滑，填土面水平。填土的物理力学性质如下：　　　　　　　　　　　　　　试求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力分布图。解：在墙底处的主动土压力强度为主动土压力临界深度主动土压力Ea作用在离墙底的距离为：主动土压力分布图下次上课【例】挡土墙如图所示，求墙所受到的主动土压力，并绘出土压力分布图

4、。解：先将均布荷载换算成第一层土的当量土重在地下水位以下，φ=26°，所以主动土压力：BCDEAFGI【例】求下图所示挡土墙的静止土压力E0、主动土压力Ea和被动土压力Ep。解：先将均布荷载换算成第一层土的当量土重计算第二层土时，将第一层土与均布荷载换算成与第二层土相同的当量土重，其当量土层的厚度:求静止土压力静止土压力:2.求主动土压力主动土压力3.求被动土压力被动土压力库伦土压力理论【例】挡土墙如图所示，墙与土之间的摩擦角为2φ/3，求作用在墙上的主动土压力和它的垂直和水平分力。α解：β=12°，所以α=

5、11.31，φ=30°其垂直分力=Ea=98.60×sin(11.31°+20°)=51.24(kN/m)其水平分力=Ea=98.6×cos(11.31+20)=84.24(kN/m)查表得Ka=0.464，所以主动土压力【例】用库仑理论计算挡土墙的主动土压力，绘出土压力分布，标明合力的方向及作用点。解：由查表得（1）求填土表面均布荷载引起的土压力增量：（2）求没有荷载作用时的总土压力：（3）求总土压力（4）求合力的作用点设的作用点距A点的垂直距离为，挡土墙设计挡土墙的类型重力式挡土墙悬臂式挡土墙扶壁式挡土墙

6、挡土墙的计算稳定性验算，包括抗倾覆和抗滑移稳定验算；地基的承载力验算；墙身强度验算。倾覆稳定性验算抗倾覆安全系数滑动稳定性验算抗滑安全系数重力式挡土墙的体型选择和构造措施墙背的倾斜型式墙面坡度的选择基底逆坡坡度墙趾台阶和墙顶宽度排水措施填土质量要求地基破坏型式和地基承载力整体剪切破坏局部剪切破坏冲剪破坏abABCosppcrpu压力－沉降关系曲线临塑荷载地基极限承载力浅基础的地基临塑荷载地表作用一条形荷载基础具有一定埋置深度塑性区边界方程塑性区最大深度临塑荷载临塑荷载偏于安全浅基础的地基极限承载力普朗德尔极限

7、承载力理论极限承载力:其中有埋置深度d极限承载力:其中太沙基承载力理论理论的滑动面简化的滑动面令＋＋局部剪切破坏：边长为b的正方形基础:直径为b的圆形基础:地基容许承载力安全系数K（2～3）魏锡克极限承载力公式其中在普朗德尔理论基础上，考虑了土自重，得到条形基础在中心荷载作用下的极限承载力基本公式：基础形状的影响方形和圆形基础：矩形基础：圆形和方形基础：偏心和倾斜荷载的影响基础两侧覆盖层抗剪强度的影响土坡和地基的稳定性分析地基稳定性分析挡土墙连同地基一起滑动硬土层中的非圆弧滑动面抗滑安全系数