基础工程-土压力

1、第 07 讲 土压力理论E 一一. .基本概念基本概念E 二二. .静止土压力理论静止土压力理论E 三三. .朗肯土压力理论朗肯土压力理论E 四四. .库仑土压力理论库仑土压力理论E 五五. .特殊情况土压力计算特殊情况土压力计算挡土墙：防止土体坍塌的构筑物土压力：挡土墙后的填土因自重或外荷作用对墙背产生的侧压力土压力分类静止土压力E0主动土压力Ea被动土压力EpE一一. .基本概念基本概念三种土压力示意图三种土压力关系EaE0Ep0ap 土坡天然土坡和人工土坡三种土压力及其产生需要的位移示意图E 二二. .静止土压力理论静止土压力理论墙后填土：弹性平衡状态假定填土是半无限弹性体水平向静止土压

2、力可按水平向自重应力公式计算 zK00取单位墙长，静止土压力合力：02021KHE合力E0的作用点在距离墙底H/3处 静止土压力计算简图E三三. .朗肯土压力理论朗肯土压力理论古典朗肯土压力理论：半空间的应力状态和土的极限平衡 条件v 静止土压力：zzzKx0法向应力和水平应力都是主应力，此时的应力状态用莫尔圆表示为图的圆I，由于该点处于弹性平衡状态，故莫尔圆没有和抗剪强度包线相切。半空间的极限平衡状态分析图 a)半空间内的单元微体b)用摩尔圆表示主动和被动朗肯态c) 半空间的主动朗肯状态 d) 半空间的被动朗肯状态 v主动土压力：土体在水平方向伸展主动朗肯状态莫尔圆与抗剪强度包线相切，圆II

3、所示。若土体继续伸展，则只能造成塑性流动，而不致改变其应力状态。 剪切破坏面与竖直面的夹角为 245无粘性土)245(tan2zaaazK)245(tan2122HEaaaKHE221Ea通过三角形的形心，即作用在离墙底H3处 粘性土)245tan(2)245(tan2czaaaaKczK2aKcz20222221cKcHKHEaaa主动土压力合力Ea通过在三角形压力分布图abc的形心，即作用在离墙底(H-z0)/3处 v 被动土压力墙推向土体，被动朗肯状态莫尔圆与抗剪强度包线相切，圆III所示。剪切破坏面与水平面的夹角为 245无粘性土粘性土ppzKpppKczK 2ppKHE221pppK

4、cHKHE2212四四. .库仑土压力理论库仑土压力理论v滑楔土压力理论 两组滑动面AB和BC 假定墙后的填土为均匀砂性土，滑动土楔ABC为刚体，根据静力平衡条件，按平面问题求得土压力v 主动土压力)sin()sin(cos)sin()cos()cos(222HE土压力0ddE2222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cos2HEaaaKHE22主动土压力v 被动土压力ppKhHE2)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cos222222ppKHE22被动土压力强度分布也呈三角形，被动土压力合力Ep作用点距墙底为H3处，其方向与墙背 法线顺时

5、针成角。v 朗肯理论与库仑理论比较 假设不同 分析方法不同 应用范围不同 缺陷 五五. .特殊情况土压力计算特殊情况土压力计算1 填土表面有均布荷载 将均布荷载换算成为当量土重，即用假想土重代替均布荷载。当量土层的厚度为 ：qh0填土表面水平 假定填土表面水平、墙背竖直且光滑 。以AB为墙背，应用朗肯土压力理论公式计算。 A点aaaAqKKh0墙底B点 aaaBKHqKHh)0（aaaKHhHKHqHE)2 (2)2 (20合力HqHqHzf233距墙底距离 墙背倾斜、填土表面倾斜 将均布荷载换算成当量土重 ，假想填土面与墙背延长线交于A点 ，以AB作为假想墙背，按地面无荷载的情况，计算主动土

6、压力 。假想挡土墙高度为Hh )cos(coscos0hh2 成层填土第一层的土压力按均质土计算 计算第二层土压力时，将第一层土按重度换算成与第二层土相同的当量土层 2111hh以为墙高 h+h2按均质土计算土压力，但只在第二层土层厚度范围内有效.注意主动土压力系数的不同3 墙后填土有地下水 土压力和水压力计算土压力时假设地下水位上下土的内摩擦角和墙与土之间的摩擦角相同 abdec部分为土压力分布图，cef部分为水压力分布图，总侧压力为土压力和水压力之和 4 公路车辆引起土压力计算公路桥涵设计通用规范(JTJ02185）按库仑土压力理论，把填土滑动土体范围内车辆荷载用一个均布荷载来代替，然后用库仑公式计算 计算时，首先确定滑动楔体的长度L0作用在滑动楔体上的车辆荷载可用下式换算成厚度为he的等代均匀土层或等代荷载pk )(0ctgtgHL0BLGhe当求得等代土层厚度he后，可按下式计算主动土压力 aeaKhHHE)2(2cosaaxEEsinaazEEEax到墙底的竖向距离 Eaz到墙踵的水平距离 323HhHhHzeef32311dddddxf5建筑地基基