基坑工程支护第2章水平荷载与水平抗力标准值

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1、石家庄经济学院工程学院SchoolofEngineering,ShijiazhuanguniversityofEconomics基坑工程支护FoundationpitEngineering第2章水平荷载与水平抗力标准值2.1概述2.2土压力理论及计算公式2.3土压力的分布2.4地面荷载2.5水平荷载与水平抗力标准值3支护结构上的荷载主要有土压力与水压力土压力：是支护结构的主要荷载，指的是支护结构填土自重或外荷载对支护结构产生的侧向压力。分为主动、被动和静止土压力2.1概述土的类别应力状态位移形式所需位移量砂土主动极限平衡平移0.001h（墙体高度）主动极限平衡绕墙

2、址转动0.001h被动极限平衡平移0.05h被动极限平衡绕墙址转动>0.1h黏土主动极限平衡平移0.004h被动极限平衡绕墙址转动0.004h表：一些资料显示的，土体达到极限平衡状态时所需位移量42.1概述⑴主动土压力：若挡墙在墙后土压力作用下向前位移时随位移增大，墙后土压力渐减小。当位移达某一数值时，土体内出现滑裂面，墙后土达极限平衡状态，此时土压力称为主动土压力，以Ea表示。滑裂面Ea-Δ52.1概述⑵静止土压力：若挡墙在土压力作用下墙本身不发生变形和任何位移（移动或滑动），墙后填土处于弹性平衡状态，则此时作用在挡墙上的土压力成为静止土压力。以E0表示。E06

3、2.1概述(3)被动土压力：若挡墙在外力作用下墙向墙背向移动，随位移增大，墙所受土的反作用力渐增大，当位移达一定数值时，土体内出现滑裂面，墙后土处被动极限平衡状态，此时土压力称为被动土压力，以Ep表示。+Δ滑裂面外力Ep72.2土压力理论及计算公式郎肯（Rankine）土压力理论的基本假定：1、墙背直立2、光滑(=0)3、填土面水平根据弹性力学的半无限空间体，由填土内任一点处于主动或被动极限平衡状态推导的库仑（Coulomb）土压力理论的基本假定：1.填土为无粘性土c=02.滑动面为平面3.滑动土体为刚体(不考虑楔形体本身的压缩变形)由滑动契体处于极限平衡状态时

4、推导的小结:由于假设与实际情况的差别，两种理论计算的土压力，只能看作是近似的82.2土压力理论及计算公式-△+△+△-△Eo△a△pEaEoEp三种土压力的大小关系为：Ep>E0>Ea9静止土压力2.2土压力理论及计算公式弹性时：经验公式：侧压力系数：※静止土压力强度分布沿墙高呈三角形分布。若墙高为H，则作用于单位长度墙上的总静止土压力Eo为Eo的作用点应在墙高的1/3处。102.2土压力理论及计算公式—朗肯土压力朗肯主动土压力强度朗肯被动土压力强度土体分层水土分算地下水水土合算主动土压力的合力112.2土压力理论及计算公式—朗肯土压力主动土压力强度土的极限平衡条

5、件大主应力σ1＝σv＝γz小主应力σ3＝σh主动土压力强度σa＝σh粘性土或主动土压力系数122.2土压力理论及计算公式—朗肯土压力主动土压力粘性土的主动土压力强度包括两部分：1.由土自重引起的土压力γzKa；2.由粘聚力c引起的负侧压力2cKa1/2。其中负侧压力对增背是拉应力，实际上墙与土在很小的拉力作用下就会分离（一般情况下认为土不能承受拉应力），故在计算土压力时，这部分应忽去不计。临界深度z0粘性土主动土压力13无粘性土主动土压力强度分布无粘性土主动土压力Ea作用点位于墙底以上H/3处Ea—合力（集中力）2.2土压力理论及计算公式—朗肯土压力14土的极限平

6、衡条件大主应力σ1＝σh小主应力σ3＝σv＝γz被动土压力强度σp＝σh粘性土或无粘性土或被动土压力系数2.2土压力理论及计算公式—朗肯土压力被动土压力15粘性土被动土压力Ep方向垂直墙背，作用点位于梯形面积的重心上粘性土被动土压力分布无粘性土被动土压力分布非粘性土被动土压力Ep方向垂直墙背，作用点位于作用点位于墙底以上H/3处16（1）土体表面有均布荷载q作用当墙后土体表面有连续均布荷载q作用时，均布荷载q在土中产生的上覆压力沿墙体方向矩形分布，分布强度为q，如下图。土压力的计算方法是将上覆压力项gz换以gz＋q计算即可，如粘土的主动土压力强度pa为：墙后土体表

7、面超载q作用下的土压力计算图2.2土压力理论及计算公式—朗肯土压力-几种情况朗肯土压力的计算17（2）成层土体中的土压力计算一般情况下墙后土体均由几层不同性质的水平土层组成。在计算各点的土压力时，可先计算其相应的自重应力，在土压力公式中项gz换以相应的自重应力即可，需注意的是土压力系数应采用各点对应土层的土压力系数值。（3）墙后土体有地下水的土压力计算当墙后土体中有地下水存在时，墙体除受到土压力的作用外，还将受到水压力的作用。通常所说的土压力是指土粒有效应力形成的压力，其计算方法是地下水位以下部分采用土的有效重度计算，水压力按静水压力计算。（但在实际工程中计算墙体

8、上的侧压力