挡土结构物上的土压力(I)

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1、重庆大学资源与环境科学学院二○一○年第七章挡土结构物上的土压力挡土结构物及其土压力Rigidwall概述一、挡土结构类型对土压力分布的影响定义：挡土结构是一种常见的岩土工程建筑物，它是为了防止边坡的坍塌失稳，保护边坡的稳定，人工完成的构筑物。挡土墙按其刚度和位移方式分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑三类。1．刚性挡土墙2．柔性挡土墙3．临时支撑挡土结构物上的土压力：由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。概述一、挡土结构类型对土压力分布的影响L型

2、T型预应力刚性加筋扶壁刚性挡土墙：指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。概述一、挡土结构类型对土压力分布的影响E填土面码头桥台E隧道侧墙E概述概述概述概述概述柔性挡土墙：当墙身受土压力作用时发生挠曲变形。锚杆板桩板桩变形基坑支撑上的土压力变形土压力分布板桩上土压力实测计算一、挡土结构类型对土压力分布的影响概述二、墙体位移与土压力类型（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.静止土压力挡墙受侧向土压力后，墙身变形或位移很小，可认为墙不发生转动或位移，墙后土体没有破坏，处于弹性平

3、衡状态，墙上承受土压力称为静止土压力E0。Eo概述二、墙体位移与土压力类型（一）土压力类型2.主动土压力挡土墙在填土压力作用下，向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动，直至土体达到主动平衡状态，形成滑动面，此时的土压力称为主动土压力。滑裂面Ea3.被动土压力Ep滑裂面挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动，土压力逐渐增大，直至土体达到被动极限平衡状态，形成滑动面。此时的土压力称为被动土压力EP。概述二、墙体位移与土压力类型（一）土压力类型4.三种土压力之间的关系+△-△Eo△a△pEaEoEp对

4、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概述二、研究土压力的目的1．设计挡土构筑物，如挡土墙，地下室侧墙，桥台和贮仓等；2．地下构筑物和基础的施工、地基处理方面；3．地基承载力的计算，岩石力学和埋管工程等领域。静止土压力的计算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

5、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朗肯土压力理论一、基本原理半无限体墙背光滑（1）墙背光滑（2）按半无限体计算应力（3）墙后土体满足Mohr-Coulomb准则处于极限平衡状态假设条件朗肯土压力理论一、基本原理papp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-/24

6、5o＋/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＋/2分析方法朗肯土压力理论二、水平填土面的朗肯土压力计算1.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)pa(σ3)极限平衡条件朗肯主动土压力系数朗肯主动土压力强度z朗肯土压力理论二、水平填土面的朗肯土压力计算h/3Eah

7、Ka讨论：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处朗肯土压力理论二、水平填土面的朗肯土压力计算2.被动土压力朗肯土压力理论二、水平填土面的朗肯土压力计算2.被动土压力极限平衡条件朗肯被动土压力系数朗肯被动土压力强度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，

8、墙后土体处于朗肯被动状态时，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朗肯土压力理论二、水平填土面的朗肯土压力计算2.被动土压力讨论：当c=0,无粘性土朗肯被动土压力强度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，即作用在离墙底h/3处hhKph/3Ep朗肯土压力理论二、水平填土面的朗肯土压力计算2.被动土压力当c＞0,粘性土粘性土主动土压力强度包括两部分1.土的自重引起的