土质学与土力学土压力计算

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1、第七章土压力计算§1概述§2静止土压力计算§3朗肯(Rankine)土压力理论§4库仑(Coulomb)土压力理论§5几种常见的主动土压力计算第七章土压力计算库仑C.A.Coulomb(1736-1806)§1概述什么是挡土结构物（Retainingstructure）什么是土压力(Earthpressure)影响土压力的因素挡土结构物类型对土压力分布的影响§1概述挡土结构物及其土压力§1概述一、挡土结构物（挡土墙）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。§1概述挡土

2、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。§1概述挡土墙类型（按刚度及位移方式）:刚性挡土墙柔性挡土墙§1概述刚性挡土墙L型T型预应力刚性加筋扶壁圬工式§1概述§1概述§1概述柔性支护结构§1概述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上海市外环过江隧道岸埋段基坑支撑§1概述无法打锚杆，相邻建筑物的基础较深,地下管线内支撑§1概述地下建筑物发生在土体内部或者与土相邻的结构物上的压力竖向土压力新填土B外土柱内土柱等沉面沟埋式上埋式§1

3、概述二土压力的影响因素土的性质挡土墙的移动方向挡土墙和土的相对位移量土体与墙之间的摩擦挡土墙类型§1概述本章要讨论的中心问题刚性挡土墙上的土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布及合力作用点。§1概述在影响土压力的诸多因素中,墙体位移条件是最主要的因素。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。三土压力类型§1概述3.被动土压力（Passiveearthpressure)墙体位移和土压力分类§1概述1.静止土压力（Earthpressureatrest)2.主动土压力（Activeearthpr

4、essure)墙体位移对土压力的影响挡土墙所受土压力的类型，首先取决于墙体是否发生位移以及位移的方向。其中有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。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。§1概述§1当d=D/H=0时（如地下室）E=E01.静止土压力§1概述2.主动土压力§1概述墙体外移，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)3.被动土压力§1概述墙体内移，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)可按土体处于侧限条件

5、下的弹性平衡状态进行计算。静止土压力计算§2静止土压力计算静止土压力系数K0对于侧限应力状态：p0=sh=K0sv=µ/(1-µ)sv=µ/(1-µ)gz(7-1)K0=µ/(1-µ)由于土的µ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’粘性土：K0=0.95-sinf’超固结土：K0=OCR0.5（1-sinf’）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）给出参考值：表7-1svsvshshz§2静止土压力计算静止土压力系数K0参考值表7-1土名K0砾石、卵石0.20砂土0.2

6、5粉土0.35粉质粘土0.45粘土0.55§2静止土压力计算由7-1知，静止土压力强度沿深度呈直线分布，所以有；§2静止土压力计算HH/3K0H静止土压力公式应用1．填土面上有连续均布荷载作用2．墙后填土中有地下水1．填土面上有连续均布荷载作用将上式代入式（7-1）得：先求出深度z处的竖向应力：绘出沿H的分布图，求其面积，就是作用在每延米挡墙上的静止土压力，其值为：2．墙后填土中有地下水（1）水位以下的土一般采用浮容重，求出各层面的土压力强度。（2）画出其土压力分布图形求出面积，注意计算静水压力Ew。即为土压力值。（3

7、）求出分布图形形心位置，即为土（水）压力作用点位置，方向水平。例题8-1求嵌固于岩基上的重力式挡墙所承受的土压力。解:1.求各特征点的竖向应力：2．求各特征点的土压力强度:查表7-1：c点静水压强：3．求E0及Ew:4．求和的作用点位置:小结挡土结构物（挡土墙）土压力土压力的影响因素静止土压力计算如何计算主动和被动土压力？§2静止土压力计算一.半无限土体中的极限平衡应力状态和朗肯土压力：§3朗肯(Rankine)土压力理论1.主动极限平衡应力状态PaK0vv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

8、面水平假设墙后各点均处于极限平衡状态§3朗肯土压力理论二.墙背光滑垂直、墙土表面水平的土压力计算§3朗肯土压力理论(一).填土为砂土由于墙背光滑垂直（没有剪应力），墙背相当于一个半无限土体中的对称线，墙后为半无限土体的一半。(一)填土为砂土§3朗肯土压力理论1.主动土压力HH/3HKa主动土压力分布墙后破裂面形状4