土力学第七章：土压力理论.ppt

土力学

第七章土压力理论§7.1挡土结构和土压力类型§7.2静止土压力计算§7.3朗肯〔Rankine〕土压力理论§7.4库仑〔Coulomb〕土压力理论§7.5几种常见情况下的土压力§7.6朗肯土压力理论与库仑土压力理论的比较主要内容

本章提要本章重点讨论各种条件下挡土墙朗肯和库仑土压力理论的计算方法，较深入地探讨粘性土的库仑土压力理论，对土压力计算中存在的实际问题进行讨论；要求掌握各种土压力的形成条件、朗金和库仑土压力理论、地基承载力的计算方法，以及各种常见情况下的土压力的计算方法。排水管排水孔混凝土墙土工织物反滤砂砾石料

土压力Earthpressure土压力Earthpressure挡土墙Retainingwall土土压力通常是指挡土墙后的填土，因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力。挡土墙是防止土体坍塌的构筑物.

挡土结构物及其土压力支撑天然斜坡E地下室侧墙E填土E填土堤岸挡土墙拱桥桥台ERigidwall§7.1挡土结构和土压力类型

挡土结构是防止土体坍塌的构筑物。§7.1.1挡土结构挡土结构按其刚度及位移方式可分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑3类。

锚杆板桩板桩变形L型扶壁

二、主动土压力在土体自重作用下，挡墙离开土体外移，墙

后土体达主动极限平衡状态时，作用在墙背的土压力Ea

三、被动土压力在外力作用下，挡墙向土体方向内移，墙后

土体达被动极限平衡状态时，作用在墙背的土压力Ep

一、静止土压力墙静止不动，墙后土体处于弹性平衡状态时,

作用在墙背的土压力Eo§7.1.2土压力的类型滑裂面EaEp滑裂面外力Eo

三种土压力之间的关系规律：EaEoEp△p△a+△-△Eo△a△pEaEoEp(0.01~0.1)h(0.001~0.005)h静止：无摩阻力，仅重力作用，故居中。-△+△??

作用在挡土结构反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?zK0zzh/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§7.2静止土压力计算

地下室侧墙E填土??=?H土压力EEpE0Ea?-?H1~5%1~5%o静止土压力

§7.3朗肯土压力理论朗肯土压力根本理论1.挡土墙背垂直、光滑2.填土外表水平3.墙体为刚性体σz=?zσx＝K0?zzpa＝Ka?zpp＝Kp?z增加减小主动伸展被动压缩45o+?/290o－?svshz?s1s345?-f/2

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-?/2papp?f??zK0?z?f=c+?tan?伸展压缩45o-?/245o＋?/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?a

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朗肯主动土压力

h/3Ea?hKa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

2c√KaEa(h-z0)/3当c＞0,粘性土h粘性土主动土压力强度包括两局部1.土的自重引起的土压力?zKa2.粘聚力c引起的负侧压力2c√Ka说明：负侧压力是一种拉力，由于土与结构之间抗拉强度很低，受拉极易开裂，在计算中不考虑负侧压力深度为临界深度z01.粘性土主动土压力强度存在负侧压力区〔计算中不考虑〕2.合力大小为分布图形的面积〔不计负侧压力局部〕3.合力作用点在三角形形心，即作用在离墙底(h-z0)/3处z0?hKa-2c√Ka

例题分析【例】某挡土墙，高6米，墙背直立、光滑，墙后填土面水平。填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力图所示，求主动土压力及其作用点，并绘制土压力分布图。h=6m?=17.0kN/m3c=8.0kPa?=20o

【解答】主动土压力系数墙底处土压力强度临界深度主动土压力主动土压力作用点距墙底的距离2c√Kaz0Ea(h-z0)/36m?hKa-2c√Ka

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【解