土力学第六章挡土结构物上的土压力.pptx
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1、6.1 6.1 概述概述挡土结构物挡土结构物(挡土墙挡土墙)用来支撑天然或人工斜坡不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部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。的一种结构物。挡土结构物上的土压力挡土结构物上的土压力 由于土体自重、土上荷载或由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用,挡土结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构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。向压力。E地下室地下室地下室侧墙地下室侧墙E填土填土重力式挡土墙重力式挡土墙E桥面桥面拱桥桥台拱桥桥台刚性挡土墙刚性挡土墙本身变形极小,只能发
2、生整体位移本身变形极小,只能发生整体位移 重力式重力式悬臂式悬臂式扶壁式扶壁式 锚拉式锚拉式(锚碇式)(锚碇式)刚性挡土墙的位移及土压力分布刚性挡土墙的位移及土压力分布柔性挡土墙柔性挡土墙本身会发生变形,墙上土压力分布形式复杂本身会发生变形,墙上土压力分布形式复杂锚杆锚杆板桩板桩板桩变形板桩变形板桩上土压力板桩上土压力 实测实测 计算计算临时支撑系统的位移及土压力分布临时支撑系统的位移及土压力分布临时支撑临时支撑土压力分布受施工过程和变位条件的影响土压力分布受施工过程和变位条件的影响刚性挡土墙刚性挡土墙土压力计算比较简单,其它类型的土压力计算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
3、为依据大都以刚性墙为依据本章要讨论的中心问题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墙体位移与土压力类型墙体位移与土压力类型墙体位移与土压力类型E静止土压力静止土压力 E0主动土压力主动土压力 Ea被动土压力被动土压力 Ep土压力的类型土压力的类型静止土压力静止土压力 E0:坚硬地基上,断面较大坚硬地基上,断面较大主动土压力主动土压力 Ea:一般挡土墙一般挡土墙被动土压力被动土压力 Ep:桥台桥台挡土墙所受土压力挡土墙所受土压力的大小并不是
4、一个的大小并不是一个常数,而是随位移常数,而是随位移量的变化而变化。量的变化而变化。E桥面桥面拱桥桥台拱桥桥台6.2 6.2 静止土压力计算静止土压力计算静止土压力静止土压力墙体不发生任何位移墙体不发生任何位移 =0相当于天然地基土的应力相当于天然地基土的应力状态(侧限状态)状态(侧限状态)k0 应力状态应力状态嵌岩的挡土墙嵌岩的挡土墙地下室地下室 v v hp0=shzK0:静止土压力系数静止土压力系数 对于侧限应力状态,理论上:对于侧限应力状态,理论上:K K0 0=n/(-n)=n/(-n)对于砂土、正常固结粘土对于砂土、正常固结粘土由于土的由于土的 n n 很难确定,很难确定,K K0
5、 0 常用经验公式计算常用经验公式计算 v v hp0=shz极限平衡状态:极限平衡状态:f 静止土压力计算静止土压力计算HzE0总静止土压力总静止土压力6.3 6.3 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、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。弹性平衡状态发展为极限平衡状态的情况。3f v=z K0 v主动极限平衡应力状态主动极限平衡应力状态 1 345+f f/2 1f v=z K0 v被动极限平衡应力状态被动极限平衡应力状态 1 3 3 145-f f/22、朗肯土压力计
6、算、朗肯土压力计算假定:假定:墙背垂直光滑,填土表面水平墙背垂直光滑,填土表面水平H v h于是:于是:v、h为主应力为主应力,且,且 v=zz朗肯主动土压力计算朗肯主动土压力计算填土为填土为无粘性土(砂土)无粘性土(砂土)145+f f/2竖向应力为大主应力竖向应力为大主应力水平向应力为小主应力水平向应力为小主应力无粘性土的极限平衡条件无粘性土的极限平衡条件z于是:于是:主动土压力强度主动土压力强度pa=3f v=z K0 v pa=3朗肯主动土压力计算朗肯主动土压力计算填土为填土为无粘性土(砂土)无粘性土(砂土)145+f f/2 pa=3z主动土压力强度主动土压力强度朗肯主动土压力系数朗
7、肯主动土压力系数总主动土压力总主动土压力朗肯主动土压力计算朗肯主动土压力计算填土为填土为粘性土粘性土竖向应力为大主应力竖向应力为大主应力水平向应力为小主应力水平向应力为小主应力粘性土的极限平衡条件粘性土的极限平衡条件于是:于是:主动土压力强度主动土压力强度pa=3f v=z K0 v 朗肯主动土压力计算朗肯主动土压力计算填土为填土为粘性土粘性土主动土压力强度主动土压力强度朗肯主动土压力系数朗肯主动土压力系数负号负号45+f f/2z0z0zz0 zz0 朗肯主动土压力计算朗肯主动土压力计算填土为填土为粘性土粘性土HEa总主动土压力总主动土压力z0朗肯朗肯被动土压力被动土压力计算计算填土为填土为
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