土力学第六章土压力与挡土墙计算

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1、第六章土压力与挡土墙设计3.被动土压力Passiveearthpressure墙体位移和土压力性质1.静止土压力Earthpressureatrest2.主动土压力Activeearthpressure岩石拱桥桥台一.半无限土体中极限平衡应力状态和朗肯土压力§6.3朗肯(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

2、限平衡状态1.主动土压力pa=sh=tg2(45-/2)gz(kN/m2)主动土压力系数Ka=tg2(45-f/2)土压力直线分布合力Ea=1/2KagH2(kN/m)作用点：底部以上1/3H处滑裂面方向：与水平夹角45+/2(一)填土为砂土HH/3HKaPaK0vv(一)填土为砂土1.主动土压力主动土压力分布墙后破裂面形状45＋/2pa=KagzHH/3HKapa=tg2(45-f/2)gz(kN/m2)主动土压力系数Ka=tg2(45-f/2)2.被动土压力pp=sh=tg2(45

3、+/2)gz(kN/m2)Kp=tg2(45+/2)直线分布总被动土压力Ep=1/2KpgH2(kN/m)作用点：底部以上1/3H处滑裂面方向：与水平夹角45-/2(一)填土为砂土vPp1.主动土压力(二)填土为粘性土PaK0vv(二)填土为粘性土paK0vvHKaHKa-2cKaz0Ea2cKa(H-z0)/3主动区45o+/21.主动土压力1.主动土压力(二)填土为粘性土HKaHKa-2cKaz0Ea2cKa(H-z0)/3主动区主动土压力分布paK0vv

4、45o+/2zz0总主动土压力HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3PaK0vv1.主动土压力(二)填土为粘性土三、几种典型情况下朗肯土压力的计算(一).填土上有荷载(二).成层填土情况(三).填土中有水（一）.填土上有荷载1=gz+qpa=3=qKa+gzKaHZ13qKaHKazKa（二）.成层填土CBAg1f1c1g2f2c2H2H11pa在B点的连续性2dpa/dz(即pa斜率)在B点的连续性B1.构造要求：一般用砂性土，墙设排水孔以及反滤

5、层，填土表面设沟、堤等截流2.水下部分土压力pa=Kasz水压力pu=u(静水压力、渗流压力、超静孔压)（三）.填土中有水排水管排水孔土工织物反滤砂砾石料gwH2水压力CBAgfgfH2H1B不透水层墙基不透水(gH1+gH2)gH1土压力KaKa平面滑裂面假设：滑裂面为平面刚体滑动假设：破坏土楔为刚体滑动楔体在两个平面上处于极限平衡状态假设条件：主动极限平衡状态被动极限平衡状态§6.4库仑土压力理论四朗肯和库仑土压力理论的比较（一）分析方法极限平衡状态区别朗肯库仑土体内各点均处于极限平衡状态刚性楔体

6、,滑面处于极限平衡状态极限应力法滑动楔体法（二）应用条件朗肯库仑1墙背光滑垂直填土水平墙背、填土无限制粘性土一般用图解法2坦墙坦墙3墙背垂直填土倾斜(三)计算误差--朗肯土压力理论郎肯主动土压力偏大郎肯被动土压力偏小墙背垂直填土水平墙与填土摩擦系数d>0填土为砂土c＝0E库仑RWE朗肯E库仑RWE朗肯(三)计算误差--与理论计算值比较=0c＝0滑裂面是直线，Ka,Kp与理论值相同0Ka朗肯偏大10%左右，工程偏安全库仑偏小一些（可忽略)；Kp朗肯偏小可达几倍库仑偏大可达几倍实际工程问题中，土压力计算非常复杂