土压力计算(不含库仑土压力理论)（PDF共57页）

1、第七章 土压力计算内 容 提 要土压力的类型静止土压力计算朗金（Rankine）土压力理论主动土压力计算被动土压力计算库仑（Coulomb）土压力理论主动土压力计算被动土压力计算什么是土压力？什么是挡土结构物？问 题土压力土挡土墙 Retaining wall土压力挡土结构物 挡土结构物（挡土墙）是一种人工构筑物，广泛应用于土木、水利和交通等工程领域。其作用为：支挡土体的侧向位移，保证土体或土工构筑物的稳定性；使部分侧向荷载分散传递到土体上。拱桥桥台挡土结构物土 压 力挡土结构物（挡土墙）所承受的来自墙后填土的侧向压力总称为土压力。产生土压力的主要原因包括： 土体自重引起的侧向压力，水压力，

2、构筑物荷载，施工荷载，地震荷载等。一些挡土墙的工程实例清华园甲所背面的挡土墙浆砌块石E一些挡土墙的工程实例E填土堤岸挡土墙一些挡土墙的工程实例隧道衬砌一些挡土墙的工程实例E拱桥桥台一些挡土墙的工程实例地下室侧墙E填土一些挡土墙的工程实例护坡桩形成的挡土结构本章讨论的中心问题作用在挡土墙上的土压力的计算，包括： 土压力的大小、方向、分布规律、合力的大小及作用点。土压力的影响因素土压力的大小及其分布规律的影响因素：挡土墙的位移方向；挡土墙和墙后土体相对位移的大小；墙后土体的性质；挡土墙的刚度和高度等。土压力的三种类型 根据挡土墙的位移方向和墙后土体的应力状态，可以将土压力分为如下三种类型：主动土压

3、力被动土压力静止土压力静止土压力（Earth pressure at rest）墙体静止不动静止土压力主动土压力（Active earth pressure）墙体背离填土方向移动土压力逐渐减小土体达到极限平衡状态，土压力达到最小值主动土压力被动土压力（Passive earth pressure）墙体朝向填土方向移动土压力逐渐增大土体达到极限平衡状态，土压力达到最大值被动土压力土压力与挡土墙位移的关系EEpE0Ea挡土墙背离土体移动挡土墙朝向土体移动静止土压力计算svshshzsv 土体处于侧限条件下的弹性平衡状态静止土压力系数静止土压力计算HH/3K0HE0Rankine土压力理论复习：莫尔

4、库仑强度理论粘性土无粘性土Rankine土压力理论基本原理认为作用在挡土墙上的土压力就是墙后半无限土体达到极限平衡状态时的应力。根据土体处于极限平衡状态时的最大和最小主应力的相互关系来建立土压力的计算公式。Rankine土压力理论基本假定挡土墙墙背竖直、光滑。土体是具有水平表面的半无限体。sxsyz土体中不存在剪应力土单元体的水平和竖直方向的应力为主应力O弹性平衡状态z=1=zRankine主动土压力计算原理x=3=K0zxmin=3=pa Rankine主动土压力计算原理z=1=zO主动Rankine状态Rankine主动土压力计算原理基本计算公式Rankine主动土压力系数Rankine主

5、动土压力计算方法Rankine主动土压力系数Rankine主动土压力计算方法Ka只与内摩擦角 有关。无粘性土的主动土压力计算HH/3HKaEa粘性土的主动土压力计算pa=0土自重引起的土压力粘聚力引起的负侧压力h0H临界深度h0H受拉区的作用不考虑（H-h0)/3Ea粘性土的主动土压力计算xmax=1=ppRankine被动土压力计算原理被动Rankine状态z=3=z主动Rankine状态ORankine被动土压力计算原理基本计算公式Rankine被动土压力系数Rankine被动土压力计算方法Rankine被动土压力系数Kp只与内摩擦角 有关。Rankine被动土压力计算方法H/3HKpHE

6、p无粘性土的被动土压力计算hHEp粘性土的被动土压力计算三个土压力系数的比较几种特殊情况下的Rankine土压力计算填土表面有连续的均布荷载成层填土墙后填土中有地下水填土表面有连续均布荷载时 的Rankine土压力计算H计算方法：将均布荷载换算成当量土重。填土表面有连续均布荷载时 的Rankine土压力计算无粘性土的被动土压力HEp无粘性土的主动土压力HEa粘性土的主动土压力Hh0临界深度成层填土时的Rankine土压力计算B逐层计算，各土层由土体自重引起的土压力进行叠加。采用计算点所在土层的粘聚力和内摩擦角计算主动或被动土压力系数。由于各土层的物理力学性质不同，在土层分界面上土压力的分布有突变。成层填土时的Rankine土压力计算B成层填土时的Rankine土压力计算B成层填土时的Rankine土压力计算B成层填土时的Rankine土压力计算墙后填土中有地下水时 的Rankine土压力计算B墙后填土中有地下水时 的Rankine土压力计算水土分算法适用于墙后填土为砂土和粉土的情况。采用有效重度计算土压力，