库伦土压力理论课件.ppt

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1、(一)填土为砂土45＋/2pa=KagzHH/3HKa1.主动土压力分布和墙后破裂面形状课程回顾2.被动土压力分布和破坏面90+vPpHHKp被动区(45－/2)1.主动土压力分布和破坏面(二)填土为粘性土HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3zz0主动区2.被动土压力分布及破坏面HKpEp2cKpHvPp45－/290+被动区小结基本条件和假定极限应力分析破坏形式主动和被动砂土和粘性土主动土压力系数被动土压力系数静止土压力系数vPpPa如果墙背倾斜，具有倾角；墙背粗糙，与填土摩擦角为

2、；墙后填土面任意。如何计算挡土墙后的土压力？思考7.4库仑土压力理论一、基本假定土的极限平衡状态滑动楔体静力平衡条件土压力的计算方法库仑土压力理论的基本假设：1.墙后的填土是理想的散粒体（粘聚力c=0）；2.滑动破坏面为一通过墙踵的平面。按库仑理论求主动土压力WREWREACB二、主动土压力计算δβ作用于土楔上的力：1.土楔体的自重；2.破坏面上的反力R；3.墙背对土楔体的反力E；由土楔体的静力平衡条件得：变化,取若干滑裂面,使E最大dE/d=0,求得，得：ABC11R1EW取一滑裂面，假设滑面上满足极限平衡条件，通过力平衡求EW1E1R1C2C

3、3C4C5库仑主动土压力强度沿墙高呈三角形分布，主动土压力的作用点在距墙底H/3处。当墙背垂直、光滑，填土面水平时，库伦主动土压力的一般表达式与朗金公式相同。三、被动土压力计算按库仑理论求被动土压力WREWREACBβδ按求主动土压力同样的原理可求得被动土压力的库仑公式为：或库仑被动土压力强度沿墙高呈三角形分布，被动土压力的作用点在距墙底H/3处。当墙背垂直、光滑，填土面水平时，库伦被动土压力的一般表达式与朗金公式相同。四、土压力计算方法的一些问题——朗金理论与库仑理论的比较1.朗金土压力理论：（1）依据：半空间的应力状态和土的极限平衡条件（2）概念明确、计

4、算简单、使用方便（3）理论假设条件（4）理论公式直接适用于粘性土和无粘性土（5）由于忽略了墙背与填土之间的摩擦，主动土压力偏大，被动土压力偏小。2.库仑土压力理论：（1）依据：墙后土体极限平衡状态、楔体的静力平衡条件（2）理论假设条件（3）理论公式仅直接适用于无粘性土（4）考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填土面倾斜的情况。但库仑理论假设破裂面是一平面，与按滑动面为曲面的计算结果有出入。7.5《建筑地基基础设计规范》方法当填土为粘性土时，《规范》（GB50007-2002）对边坡支挡结构土压力计算提出如下规定：（1）计算支挡结构的土压力时，可按主动土

5、压力计算；（2）边坡工程主动土压力应按下式进行计算：Ψc——主动土压力增大系数，土坡高度大于5m时宜取1.0；高度为5~8m时宜取1.1；高度大于8m时宜取1.2；ka——主动土压力系数，按规范附录L确定。补充：三种土压力在实际工程中的应用挡土墙直接浇筑在岩基上，墙的刚度很大，墙体位移很小，不足以使填土产生主动破坏，可以近似按照静止土压力计算。岩基挡土墙产生离开填土方向位移，墙后填土达到极限平衡状态，按主动土压力计算。位移达到墙高的0.1%～0.3%,填土就可能发生主动破坏。挡土墙产生向填土方向的挤压位移，墙后填土达到极限平衡状态，按被动土压力计算。位移需达到墙

6、高的2%～5%,工程上一般不允许出现此位移，因此验算稳定性时不采用被动土压力全部，通常取其30％。Ea30%Ep补充：三种土压力在实际工程中的应用1.重力式挡土墙2.悬臂式挡土墙墙顶墙基墙趾墙面墙背墙趾墙踵立壁钢筋7.6挡土墙设计（一）挡土墙类型选择一般由砖、石或混凝土材料砌筑，依靠墙身自重产生的抗倾覆力矩来抵抗土压力引起的倾覆力矩。适用于高度小于6m，地基稳定，开挖土方时不会危及相邻建筑物安全的地段。一般用钢筋混凝土建造，墙体的稳定性主要依靠墙踵底板上的土来维持，墙体内的拉应力则由钢筋来承担。适用于高度大于5m，地基土质较差，缺少石料等情况。3.扶壁式挡土墙4

7、.锚定板式与锚杆式挡土墙墙趾墙踵扶壁墙板锚定板基岩锚杆墙高大于10m，增强悬臂式挡土墙中立臂的抗弯性能。（二）挡土墙的设计根据挡土墙的工程地质条件、填土性质以及强身材料和施工条件等凭经验初步拟定截面尺寸（墙型选择）。墙身材料强度验算抗倾覆稳定和抗滑移稳定验算验算地基承载力验算1.稳定性验算：抗倾覆稳定和抗滑稳定（1）抗倾覆稳定验算zfEaEazEaxGa0d抗倾覆稳定条件挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾O点向外倾覆Ox0xfbztano+)+)若验算结果不满足要求时，可按以下措施处理（1）增大挡土墙断面尺寸，使G增大（2）加大χ0,伸长墙址（3）墙背做

8、成仰斜，可减小土压力（4