挡土墙上的土压力讲义

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1、§7.1概述§7.2朗肯(Rankine)土压力理论§7.3库仑(Coulomb)土压力理论§7.4几种常见主动土压力计算第七章挡土结构物上的土压力库仑C.A.Coulomb(1736-1806)W.J.M.Rankine1820-1872Scotland§7.1概述什么是挡土结构物Retainingstructure什么是土压力Earthpressure土压力的类型§7.1概述挡土结构物及其土压力§7.1概述支撑天然斜坡E地下室侧墙E填土E填土堤岸挡土墙拱桥桥台E一、挡土结构物(挡土墙)支撑天然斜坡E拱桥桥台E为防止土体坍塌

2、而修建的挡土结构。用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定性，或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。§7.1概述挡土墙的存在限制了土体的移动，对墙后土体来讲，是一个约束，因而墙后土体对挡土墙的墙背要产生一个约束反力：土压力二、挡土结构物上的土压力§7.1概述三、挡土墙类型(按刚度及位移方式):刚性挡土墙柔性挡土墙锚杆板桩板桩变形§7.1概述刚性挡土墙T型预应力刚性加筋圬工式L型§7.1概述浆砌块石的挡土墙挡土墙形式-刚性挡土墙§7.1概述挡土墙形式-刚性挡土墙§7.1概述护坡桩形成的挡土结构挡土墙形式-刚性挡土墙§

3、7.1概述土工格栅加筋建成5～6.5m高的加筋挡土墙挡土墙形式-刚性挡土墙§7.1概述挡土墙形式-刚性挡土墙§7.1概述加筋土挡墙挡土墙形式-刚性挡土墙§7.1概述上海市外环过江隧道岸埋段基坑支撑挡土墙形式-刚性挡土墙§7.1概述柔性支护结构柔性支护结构锚杆板桩板桩变形板桩锚杆§7.1概述基坑支撑上的土压力为什么破坏？怎么评价、预测？本章要讨论的中心问题刚性挡土墙上土压力性质及土压力计算:土压力的大小、方向、分布及合力作用点。排水管排水孔混凝土墙土工织物反滤五、挡土墙上的土压力的影响因素土的性质挡土墙的移动方向墙和土的相对位移

4、量土体与墙之间的摩擦挡土墙类型墙体位移对土压力的影响1．墙体位移的方向和相对位移量决定着所产生的土压力的性质和土压力的大小。2.挡土墙所受土压力的大小并不是一个常数，而是随位移量的变化而变化。3.三种特定情况下的土压力，即静止土压力、主动土压力和被动土压力。§7.1概述-土压力类型三种土压力1.静止土压力§7.1概述-土压力类型H+-=H土压力EEpE0Ea-H1~5%1~5%od=D/H=0地下室E=E0地下室侧墙E填土墙土间无位移，墙后填土处于弹性平衡状态，此时墙背上的土压力称为静止土压力，记为Eo。2.主动

5、土压力墙体外移，土压力逐渐减小，当土体破坏，达到极限平衡状态时所对应的土压力最小§7.1概述-土压力类型EH+土压力EEpE0Ea-H=H1~5%1~5%o在土压力作用下，挡土墙发生离开土体方向的位移，墙后填土达到极限平衡状态，此时墙背上的土压力称为主动土压力，记为Ea。3.被动土压力墙体内移，土压力逐渐增大，当土体破坏，达到极限平衡状态时所对应的土压力最大§7.1概述-土压力类型土压力EEpE0Ea-H=H1~5%1~5%o-在外力作用下，挡土墙发生挤向土体方向的位移，墙后填土达到极限平衡状态，此时墙

6、背上的土压力称为被动土压力，记为Ep。1~5%1~5%oEp土压力E三种土压力在数量上的关系可按土体处于侧限条件下的弹性平衡状态进行计算。静止土压力计算§7.1概述-土压力类型Zsvshshzsv静止土压力对于侧限应力状态：p0=sh=K0sv=K0gzK0=μ/(1-μ)svshshzsv由于土的泊松比n很难确定，K0常用经验公式计算,对于砂土、正常固结粘土：K0≈1-sinf’填土面§7.1概述-土压力类型小结挡土墙土压力影响因素静止土压力计算如何计算主动和被动土压力？一.半无限土体中极限平衡应力状态和朗肯土压力§7.2朗

7、肯(Rankine)土压力理论半无限土体内各点的应力从弹性平衡状态发展为极限平衡状态的条件PaK0vv45o+/290o－svshz半无限土体主动极限平衡状态被动极限平衡应力状态§7.2朗肯土压力理论1fv=zK0vs1s345-φ/2pp朗肯土压力理论基本条件和假定条件墙背光滑墙背垂直填土表面水平假设墙后各点均处于极限平衡状态§7.2朗肯土压力理论二.主动土压力paK0vv=γzc0§7.2朗肯土压力理论令:或:(H-z0)/3二.主动土压力Eaz0主动区45o+/2Hγ主动土压力分布

8、图§7.2朗肯土压力理论三、被动土压力被动土压力分布vHγppEp§7.2朗肯土压力理论令:填土为砂土45＋/2主动土压力分布墙后破裂面形状填土面Hγ§7.2朗肯土压力理论45－/290+被动土压力分布墙后破裂面形状填土面Hγ§7.2朗肯土压力理论填土为砂土一.填