地基的应力和沉降

地基的应力和沉降第1页/共66页

土压力：挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力

挡土墙是防止土体坍塌的构筑物在房屋建筑水利工程铁路工程以及桥梁中得到广泛应用支撑土坡的挡土墙堤岸挡土墙地下室侧墙拱桥桥台第2页/共66页环球金融中心地下连续墙第3页/共66页第4页/共66页上海南站南广场第5页/共66页第6页/共66页闵行商贸第7页/共66页第8页/共66页

土压力主动土压力Ea:被动土压力Ep:静止土压力E0:挡土墙上的土压力当挡土墙静止不动土体处于弹性平衡状态时土对墙的压力当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在挡土墙上的土压力第9页/共66页挡土墙模型实验原型观测和理论研究表明：在相同条件下，主动土压力小于静止土压力而静止土压力又小于被动土压力。—土的侧压力系数或静止土压力系数—墙后填土重度，kN/m3第10页/共66页朗肯土压力理论

朗肯土压力理论是根据半空间体的应力状态和土的极限平衡理论得出的土压力计算理论。

朗肯将上述原理应用于挡土墙土压力计算时假设墙背直立、光滑墙后填土面水平。这时，墙背与填土界面上的剪应力为零。不改变右边土体中的应力状态。当挡土墙的变位符合上述主动或被动极限平衡条件时，作用在挡土墙墙背上的土压力即为朗肯主动土压力或朗肯被动土压力。第11页/共66页第12页/共66页主动土压力计算主动土压力系数第13页/共66页第14页/共66页无粘性土主动土压力第15页/共66页被动土压力系数第16页/共66页第17页/共66页

【例】有一挡土墙，高5m，墙背直立、光滑，填土面水平。填土的物理力学性质如下：试求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力分布图。解：在墙底处的主动土压力强度为主动土压力第18页/共66页临界深度主动土压力Ea作用在离墙底的距离为：主动土压力分布图第19页/共66页第20页/共66页第21页/共66页第22页/共66页下次上课第23页/共66页【例】挡土墙如图所示，求墙所受到的主动土压力，并绘出土压力分布图。解：先将均布荷载换算成第一层土的当量土重第24页/共66页在地下水位以下，φ=26°，所以主动土压力：BCDEAFGI第25页/共66页【例】求下图所示挡土墙的静止土压力E0、主动土压力Ea和被动土压力Ep。解：先将均布荷载换算成第一层土的当量土重计算第二层土时，将第一层土与均布荷载换算成与第二层土相同的当量土重，其当量土层的厚度:第26页/共66页

求静止土压力静止土压力:第27页/共66页2.求主动土压力主动土压力第28页/共66页3.求被动土压力被动土压力第29页/共66页库伦土压力理论第30页/共66页第31页/共66页第32页/共66页第33页/共66页

【例】挡土墙如图所示，墙与土之间的摩擦角为2φ/3，求作用在墙上的主动土压力和它的垂直和水平分力。α解：β=12°，所以α=11.31，φ=30°其垂直分力=Ea=98.60×sin(11.31°+20°)=51.24(kN/m)

其水平分力=Ea

=98.6×cos(11.31+20)=84.24(kN/m)

查表得Ka=0.464，所以主动土压力第34页/共66页【例】用库仑理论计算挡土墙的主动土压力，绘出土压力分布，标明合力的方向及作用点。解：由查表得（1）求填土表面均布荷载引起的土压力增量：（2）求没有荷载作用时的总土压力：第35页/共66页（3）求总土压力（4）求合力的作用点设的作用点距A点的垂直距离为，第36页/共66页第37页/共66页第38页/共66页第39页/共66页挡土墙设计挡土墙的类型重力式挡土墙悬臂式挡土墙扶壁式挡土墙第40页/共66页挡土墙的计算稳定性验算，包括抗倾覆和抗滑移稳定验算；地基的承载力验算；墙身强度验算。第41页/共66页倾覆稳定性验算抗倾覆安全系数第42页/共66页滑动稳定性验算抗滑安全系数第43页/共66页

重力式挡土墙的体型选择和构造措施墙背的倾斜型式墙面坡度的选择基底逆坡坡度墙趾台阶和墙顶宽度排水措施填土质量要求第44页/共66页地基破坏型式和地基承载力整体剪切破坏局部剪切破坏冲剪破坏第45页/共66页abABCosppcrpu压力－沉降关系曲线临塑荷载地基极限承载力第46页/共66页浅基础的地基临塑荷载地表作用一条形荷载第47页/共66页基础具有一定埋置深度第48页/共66页塑性区边界方程塑性区最大深度第49页/共66页临塑荷载临塑荷载偏于安全第50页/共66页浅基础的地基极限承载力普朗德尔极限承载力理论极限承载力:其中第51页/共66页有埋置深度d极限承载力:其中第52页/共66页太沙基承载力理论理论的滑动面简化的滑动面令第53页/共66页＋＋局部剪切破坏：第54页/共66页边长为b的正方形基础:直径为b的圆形基础:地基容许承载力安全系数K（2～3）第55页/共66页魏锡克极限承载力公式其中在普朗德尔理论基础上，考虑了土自重，得到条形基础在中心荷载作用下的极限承载力基本公式：第56页/共66页基础形状的影响方形和圆形基础：矩形基础：圆形和方形基础：第57页/共66页

偏心和倾斜荷载的影响

基础两侧覆盖层抗剪强度的影响第58页/共66页土坡和地基的稳定性分析第59页/共66页第