7挡土结构上土压力

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1、主讲人：王旭主讲人：王旭兰州交通大学兰州交通大学岩土与地下工程系岩土与地下工程系第六章挡土结构物上的土压力§6.1概述§6.2静止土压力计算§6.3朗肯(Rankine)土压力理论§6.4库仑(Coulomb)土压力理论§6.5两种土压力理论的比较§6.6几种常见的主动土压力计算§§6.16.1概述概述•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。•挡土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。挡土墙的几种类型填土E地下室E重力式挡

2、土墙地下室侧墙桥面填土EE堤岸挡土墙拱桥桥台刚性挡土墙本身变形极小，只能发生整体位移。悬臂式扶壁式重力式锚拉式（锚碇式）刚性挡土墙的位移及土压力分布柔性挡土墙本身会发生变形，墙上土压力分布形式复杂。锚杆板桩板桩变形板桩上土压力实测计算临时支撑土压力分布受施工过程和变位条件的影响。临时支撑系统的位移及土压力分布•刚性挡土墙土压力计算比较简单，其它类型的土压力计算大都以刚性墙为依据•本章要讨论的中心问题刚性挡土墙上的土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布及合力作用点。墙体位移与土压力类型主动土压力静止土压力被动土压力E土压力E

3、EpH静止土压力E0HE0Ea主动土压力Ea_+HH被动土压力E1~5%1~5%0p土压力的类型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。静止土压力E：坚硬地基上，断面较大0主动土压力E：一般挡土墙a被动土压力E:桥台p§§6.26.2静止土压力计算静止土压力计算静止土压力◦墙体不发生任何位移嵌岩的挡土墙相当于天然地基土的应力地下室状态（侧限状态）——k应力状态0zzvvp=Kz0hhh0vpKz0h0K:静止土压力系数0对于侧限应力状态，理论上：由于土的很难确定

4、，常用经验公式计算对于砂土、正常固结粘土K1sin0静止土压力计算zpKz00HE01H3KH0总静止土压力12p0:静止土压力强度EKH002K:静止土压力系数0K1sin0§§6.36.3朗肯土压力理论朗肯土压力理论1朗肯极限平衡应力状态自重应力作用下，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情况。133fK0vv=z45+/2主动极限平衡应力状态133145-/2被动极限平衡应力状态K=z0vv1f2朗肯土压力计算假定：墙背垂直光滑，填土表面水平vzHh于是：、

5、为主应力，且=zvhv•朗肯主动土压力计算－填土为无粘性土（砂土）竖向应力为大主应力z1z1vp=a3水平向应力为小主应力p45+/23ha无粘性土的极限平衡条件2tg(45/2)31于是：主动土压力强度2pa=3fK0vv=zpztg(45/2)ah3主动土压力强度2paztg(45/2)1zp=a3pzKaa45+/22Ktg(45/2)a－朗肯主动土压力系数2EKH/2总主动土压力aa112HEaKaH32pKHaa•朗肯主动土

6、压力计算－填土为粘性土竖向应力为大主应力1vz水平向应力为小主应力3hpapa=3fK0vv=z粘性土的极限平衡条件2tg(45/2)2ctg(45/2)31于是：主动土压力强度2pztg(45/2)2ctg(45/2)ah3•朗肯主动土压力计算－填土为粘性土主动土压力强度－z负号0pzK2cKaaa2Ktg(45/2)a－朗肯主动土压力系数2cz0z0Kazz0pazKa2cKa45+/2•朗肯主动土压力计算－填土为粘性土2

7、c－z0z0KaHEa1(Hz)03pHK2cKaaa总主动土压力1E(HK-2cK)(Hz)aaa022122cHK2cHKaa2•朗肯被动土压力计算－填土为无粘性土（砂土）竖向应力为小主应力z33vzp=水平向应力为大主应力p1p1hp45-/2无粘性土的极限平衡条件2(45/2)tg13于是：被动土压力强度2pph1ztg(45/2)K0vv=zpp=1f•朗肯被动土压力计算－填土为无粘性土（砂土）被动土压力强度3z2ppztg(45/2)p

8、p=1p