土压力培训课件

第八章土压力1.概述2.挡土墙上的土压力3.朗肯土压力理论4.库仑土压力理论5.地基破坏型式6.地基临塑荷载和临界荷载7.地基的极限承载力—土压力与土坡稳定性—

土坡可分为天然土坡和人工土坡，由于人工开挖和不利的自然因素，土坡可能发生整体滑动而失稳。土坡的滑塌常造成严重的工程事故，并危及人身安全。因此对影响工程安全的天然边坡或人工边坡都应进行边坡的稳定性验算，对不稳定边坡宜采取必要的工程措施予以加固。对于某些人工边坡，如高层建筑深基坑周缘、人工堆填土边缘，由于空间限制使边坡角设计很陡，临空面附近的土体会沿着直线面或弧形面下滑，因此必须预先采用挡土墙等结构物以平衡土坡的侧向压力，我们把这种压力称为土压力。土压力的计算是对人工土坡进行支挡结构设计的前提。§8-1概述挡土墙的用途：为防止土坡发生滑动和坍塌，需用各种类型的挡土结构物加以支挡。挡土墙是最常见的支挡结构物。用于工民建、水利水电工程、铁路、公路、桥梁、港口、航道等。挡土墙的类型：按挡土墙结构类型分为：重力式、悬臂式、扶臂式、锚杆式、加筋土挡土墙；按建筑材料分类：砖砌、块石、素混、钢混挡土墙应用举例§8-2挡土墙上的土压力

1土压力试验挡土墙的模型试验，可以量测挡土墙不同位移方向，产生3中不同的土压力。板侧安装压力盒，考察：板静止不动；板向离开填土的临空方向移动或转动；把板向填土方向推，压力盒测得的土压力2土压力种类a.静止土压力E0

墙静止不动，土对墙的压力；b.主动土压力Ea

挡土墙离开土体，土体主动推墙，至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力；c.被动土压力Ep

挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力；挡土墙的三种土压力

(a)主动土压力；(b)被土土动力；(c)静止土压力3影响土压力的因素：挡土墙上土压力的大小及其分布规律受到墙体可能移动的方向、填土的种类、填土的形式、墙的截面刚度和地基的变形等一系列因素的影响；挡土墙的位移：其方向,大小是影响土压力大小的主要因素挡土墙的形状：墙背情况，涉及采用的计算理论填土的性质：填土的密实程度、填土表面形态挡土墙的建筑材料：主要决定墙的表面是否光滑Ea<Eo<EpΔp>>Δa墙身肆位移返和土闷压力膜的关有系§8.熄3静止延土压蛇力计算狠公式：K0(土侧息压力珍系数碰或静绩止土览压力咳系数)取值:半经漏验公城式:经验角值K0：砂弟土；灯粘性邪土静止肉土压胀力分布：呈三蹈角形绢分布埋，墙顶z=获0，压际力为0；墙显底部z=苹H，静止镰土压陕力合朵力：（三呜角形劈燕分布康）合力作用住点：静止凳土压遇力三概角形菊分布振图重主心，言即下H/3处静止悠土压谅力的孤分布§8链-4朗肯英土压偿力理访论Ra牧nk政in石e于18和57年研佳究了第半无怒限土责体在富自重庙作用渴下，尿处于孝极限梳平衡春状态降的应都力条伸件，舰推倒卷出土余压力族计算扎公式完，即挺朗肯啦土压晋力理升论。1.土体岩主动络和被偶动朗位肯状励态半无傲限土蒜体在杜自重枪作用患下，扬离地局表z处取逮一单肺位微简体M，其旗应力施状态疮：a，主否动朗清肯状知态土体盏水平搞向伸秒展，处逐涛渐减减小至滴，横为大树主应筒力，毕大主民应力储面为步水平肥面，弓极限拾平衡阅时破掀坏面滔与大那主应乒力面虽夹角半空泽间土往体的路极限框平衡庆状态(a唉)半空麦间内给的微酷元体崖；(b构)摩尔矿圆表粮示的殖主动浅和被锤动朗伙肯状扫态；(c刷)半空尖间的主动明朗肯帜状态；(d保)半空怕间的被动先朗肯私状态。b，被疼动朗棉肯状粒态土体壁水平白向压昌缩握逐扰渐增数大至协，夏为大锤主应勾力，愧大主畅应力悬面为害竖直萍平面果。将上导述理勤论应装用于块挡土印墙，伤首先渣使墙蔬后土榴体应挂力状熊态符场合半令空间愈的应困力状柱态，商即假俊设墙旺后土酷体表江面水歇平；津墙背狭直立举；墙做背光就滑。2.主动池土压季力极限富平衡冻状态锈条件宝；粘性默土：无粘在性土助：利用狸为闻大主怀应力臭，机为小问主应消力有楼：粘性谱土：无粘邀性土腾：Ka座--主动悟土压横力系丘数，主动摆土压洪力分腰布、克总土里压力借及其只作用艇点：无粘唯性土焦：三沈角形卧分布料，作犬用点肌离墙泳底H/爬3处粘性女土主勤动土方压力疗包括北：土故自重煌引起哥的土塔压力妙，谎和由柴粘聚趣力c引起幻玉的负房诚侧压丑力转。篇实际并粘聚疑力不震会产掌生负诱侧压扛力另，则她主动令土压买力为系：z0为主虾动土暑压力泳为零睬处距职填土鲁面的熊深度词，常聋称为顶受拉亦区高畏度：代入牵上式行有：gg222221cKcHKHEaaa-=+3.被动乌土压兔力利用灿为小蔑主应屈力,大主敢应力催有罚：粘性披土：Kp糕--被动胃土压吨力系侵数，无粘和性土熊：被动白土压锐力分盯布、馅总土舍压力颗及其壁作用路点：无粘碍性土置：三隙角形么分布组，作选用点决离墙低底H/吧3处粘性气土被哄动土症压力裳包括磨：土自巡寿重引俗起的炸土压另力束，宫和由狭粘聚炭力c引起盈的侧伤压力宇。粘性萝土的榴被动召土压袍力强租度呈领梯形恩分布璃，被缎动土慌压力卷通过衬梯形溪压力饲分布折图的础形心扬。§8.春5几种仔情况甚下的念土压爪力计铺算1.填土邀面有默均布属荷载a）连顽续均图布荷王载q方法崇：将筐均布汗荷载烤换算范成当锣量的英土层万厚度凭作用串（虚便构）;由均乔布荷开载q换算盟成虚粮构填置土高,产生梯的土鞭压力萄按墙张高为h+辜H计算奶。b）填品土面姜和墙壤背倾滴斜当量粒土层芦的厚蹦度仍状为旧，由灵于填瓣土面器和墙早背倾摄斜，炉假想储的墙闲高应划为h’+H，其求中踪蝶，然伪后同示样按马假想坚的直挂立墙普背无栽荷载萝情况某计算c）均贪布荷碧载从爆墙背科后某妻一距度离开湾始2.填土胁成层计算使土压矿力时萍，第朝一层叙按均充质土典计算倚，第膨二层擦时，饼第一盯层土糠按重炮度换苦算成昏与第赛二层税土相锹同的船当量市土层兵，厚惭度为,以套为墙贵高，店按第勿二层询的参努数进速行均虚质土拳计算蚊，算浩至第今二层摧底面血；第菠三层牛，则获需要示再按炭第二因层土井重度款换算述成与冈第三证层相刃同的距当量厕土层仗，厚班度为肚墙瓶高按3.墙后枝填土争有地汤下水墙后反填土枪通常老会位酸于地何下水骡位以萄下，跃水能隶降低翅土的疮抗剪途强度喇，增箭大土嫁压力乳，因铃此挡闸土结叶构应太有良真好排坝水措可施。一般童有水希土分芹算；园水土屋合算张两种鉴思路超。分算匠：总的听侧压老力为渔：土撑压力奏和水拘压力倡之和等。土压伙力：遣计算宜时水采下按苗浮容榜重；水压踏力：合算约：使用订条件毛：有梅地区游工程归实践气经验盆的粘稠性土地下也水下冻取饱泪和容偿重，庆固结疲不排懂水抗蹲剪强欣度指帐标计虎算。§8袋.6库仑撤土压陶力理纲论库伦军土压抹力理孩论是沫根据杜墙后仗土体出处于灾极限钳平衡榜状态揭并形萍成一逢滑动背楔体孝时，转从楔拳体的搂静力鸡平衡春条件炎得出惹的土衫压力水计算险理论俘。基本君假设:①墙后葬的填羞土是弟理想献的散母粒体超（c=0）；②滑抵动破融坏面缩慧为一蚁平面迹。1.主动搏土压荷力一般躁挡土烘墙的退计算滋均属五于平违面问昌题，旦故在呢下述爸讨论略中均介沿墙吊的长疤度方鸦向取1m进行场分析强。当科墙向奸前移迁动或勇转动暗而使捕墙后劲土体欠沿某咸一破加坏面娱破坏富时，按土楔AB朵C向下滔滑动伪而处课于主洁动极音限平贯衡状面态。遗此时婶，作旺用于与土楔AB状C上的邮力有匙：1)土楔莫体的疤自重W=宇ΔA沉BC·γ（γ为填伪土的兄容重宰），示其方蜻向向格下；2)破坏重面上洒的反娃力R，反去力R与破捞坏面菜的法哪线N1之间不的夹似角等膊于土饭的内铸摩擦或角φ，并评位于N1的下特侧；3)墙背滔对土嗓楔体怪的反档力E，与搁它大蚀小相膨等、贞方向钳相反咱的作偿用力烂就是暑墙背扎上的肢土压闲力。捏反力E的方骨向必绪与墙条背的裹法线N2成δ角。趣当土昏楔下际滑时柳，墙表对土维楔的凤阻力乐是向红上，劣故反私力E必在N2的下披侧。注意视：上学图中识所示寨的土摊压力辅分布茂图只棉表示睬大小雪，不绳代表乓作用辞方向锦。GGφ-训-墙后厘填土餐的内忆摩擦课角（诵度）淋；α-农-墙背同的倾乡丰斜角怖（度棍），头俯斜铜时取孝正号奶，仰困斜为巩负号轨；β-趟-墙后闻填土炸面的直倾角监（度太）；δ-天-土对躲挡土箱墙背侨的摩莲擦角准根据免墙背识填土谋的内起摩擦厘角φ查表殃确定阵。墙背岔俯斜墙背控仰斜上式变中演都因是已峡知的垃（其希中已）傲，茶而滑搅动面玻与水泳平面暖的夹洲角θ是任精意假字定的剧。不肺同的雅滑动硬面可抖得出柳一系岩列的E（是θ的函板数）龄，Ema骂x大小积等于掀墙背搭上的狗主动洋土压补力。欲求遮主动赖土压惩力就俘是解茶极值左，求据得E为极帖大值惯时的θcr，最终抖得到戴库仑啦主动五土压性力的因一般描表达绳式：令Ka姨(库仑咸主动明土压础力系叮数)等于魂上式朴中的叨最后钥一项浑则有樱：Ka取值点按公挨式后诵查表办得到援。土悔对挡糖土墙诊墙背霸的的椅摩擦蜂角：融见P1园44的表4-羞2。当墙岩背垂喊直α=0、光阴滑δ=0、填菌土水雨平β=0时，船库仑钞主动厉土压汤力的款公式止为：在上惕述条亏件下申，库俯伦公垒式和排朗肯闪公式度相同甘。对挡吼土墙桂墙背量的摩夕擦角挡土墙情况摩擦角δ墙背平滑、排水不良墙背(0-0.33)φ墙背粗糙、排水良好(0.33-0.5)φ墙背很粗糙、排水良好(0.5-0.67)φ墙背与填土间不可能滑动(0.67-1.0)φ2.被动幅土压吧力注意腐：在犹图中类所示迎的土昼压力速分布警图只蹈表示脂其大配小，抄而不大代表谎其作姓用方会向。墙受练外力纳作用味推向果填土传，至悉土体瞎沿某绣破裂逼面破封坏时这，楔话形土肯体向掌上滑皮动，物并处剃于极彻限平奶衡状劳态。劲楔体贫的受康力情淹况，猜三个罢力：矮自重码应力W；破版坏面由上的练反力R；墙芦背对雕楔形仗土体倡的力E。与“主动”同样卫原理倍，得疤被动出土压兰力的怕库仑沸公式遗：Kp—被动爹土压与力系旧数；谨其它嫂符号诸同前份。当墙孕背垂脂直α=0、光籍滑δ=0、填留土水婚平β=0时，仿库仑扶被动墨土压习力的迷公式廊与朗磨肯公滑式相窄同。3.粘性率土的昂土压遗力库仑横土压联力理音论假近设填面土是垫理想虎的散碗体，再即c=0，理惩论上播库仑饮公式壮不适晃用于凳粘性久土。a）等继值内涌摩擦婶角φD法：在应巡寿用库手仑公拣式时牲，将由内摩贼擦角爱增大费，综谢合考摄虑内住聚力永对土歉压力范的影州响，策但误球差较症大。b）图观解法菠：土体剪的破牛坏面爆是：煌深度役为Z0的垂仆直张银拉裂界缝和赶与水健平面熊夹角锤为θ的BC平面却。依挣据力左系平眯衡，猫图解粒出土块压力秧的大村小。c）《建筑撕地基盘基础混设计横规范》推荐岛公式采用悦楔体租法相杂似的及平面屿滑裂己面假究定4.朗肯么理论产与库须仑理恭论的蚀比较两种秒土压难力理厨论分塔别根糕据不骆同的散假设陵，不济同的蓝分析钉方法璃计算蚂土压求力，惕只有曾在最多简单兽的情让况下菠（千墙背链垂直α=0、光烦滑δ=0、填奸土水票平β=奥0），麦这两泄种理裂论的均计现算结昆果才奇相同模，否贩则得框出不铸同的暗结果且。

土压力理论比较朗肯理论库仑理论假设条件α=0,δ=0,β=0破坏面为一平面不足之处忽略了墙背与填土之间的摩擦影响不能直接应用于粘性土对于粘性土可以不能直接应用计算结果偏差Ea偏大；Ep偏小墙背斜度不大时,Ea有

2-10%,Ep较大第九启章百地基够破坏则型式纺和地聚基承室载力§9.姻1地基翁破坏届型式在荷棒载作装用下乳，建蜂筑物政地基敌的破罗坏是忆由于嫩承载姿力不患足而骗引起晓的剪据切破嫁坏。鞭地基蝇剪切某破坏公的型奔式：轰整体海剪切绕破坏宝、局养部剪民切破袋坏和度冲剪傲破坏捎。整体闭剪切射破坏淋的特征：形蜂成了慢一连萄续的虾滑动察面，树基础券急剧腔下沉卷或向乌一侧忧倾斜跌。局部竿剪切街破坏蚊的特征：剪蹈切破跟坏也拦是从忧基础壶边缘僚开始涂，但集滑动军面不宫发展植到底嫂面，姜而是追限制爹在地佳基内逮部某撑一区傅域。冲剪衬破坏探的特征：地清基中情没有铅出现对明显弃的连械续滑墨动面全，沉猫降曲己线不蚀出现弱明显吼的转折折现庙象。各类交破坏商型式别发生影的地层：与农地基帐土的倒压缩秤性有总关，迷一般绍说：博密砂体土和周坚硬恶粘土辈出现岸整体插破坏理，压崖缩性吼比较网大的败松砂谷和软敏粘土款可能醒出现龙局部芽或冲菠剪破谊坏。老此外栋，破桶坏型关式还朋与基誉础埋恳深、绿加荷牲速率蹦等因蚕素有技关§9.决2地基等承载齐力地基据承载端力：是犹指地须基承蚕受荷博载的浊能力丽。临塑养荷载Pc阁r：指唇地基饶土在脏外荷苏作用旷下，微地基头开始使出现榴局部河剪切液破坏室（即瓜塑性耐变形受）时盐的基妖底压孩力。地基袄极限缓承载结力Pu：是躺地基概所能稳承受鼓的极氧限荷晴载，匪当基窝底压断力达滨到Pu时，手地基款就发渠生整顺体剪秩切破捧坏。地基脸容许仰承载惰力Pa：地雨基极四限承作载力馒除以具安全队系数K确定办，是伞具有拘一定胁安全疑储备查的地扎基承午载力催。地基钞承载弄力的纲确定：四种裙方法雕：现祖场原袍位实唯验、碗理论害公式宣计算责、查满规范恒表格普和当莫地经跟验法馋等方绢法。理论套计算浪公式散均在溪整体示破坏浇的条勾件下像得到辅的，权对于矛局部帜剪切瞎和冲迟剪破紧坏的声情况彩，目绍前尚吴无理个论公寄式可徒循。§9绳.3浅基章础的惨地基即临塑果荷载讽和临妈界荷迹载1.地基尾临塑铺荷载临塑烂荷载就是伶随着器的增直大，蓬地基朵土由野弹性杠变形困阶段搬开始帮产生配塑性偶变形获的临叙界荷贯载。临塑愈荷载Pc爆r计算锤公式私：其中绵，d-基础铸的埋鹅置深久度，γ0-基底腿标高井以上态土的床重度渡，c、φ-地基闪土的咽内聚浆力和砍内摩否擦角室（弧臂度）解。经验北证明遵：即登使地更基发符生局扇部剪诉切破岩坏，根只要毯塑性卷区的直范围颤不超故过某猾一限疼度就躺不致轮影响服建筑傍物的斗安全称和使派用。绳因此营，如胃果使掩用Pc呈r作为途地基盐的承究载力我是偏保于保附守的拌。可为以适疫当的杠提高为，嫌节省哗造价勇、降水低工蔽程量寺。2.地基弄的临世界荷市载定义定：当地恐基中闷的塑辩性变扬形区阅最大绍深度握为：与此区相对革应的迟基底很压力爆，分月别以膛表示详，称栏为临浙界荷餐载。临界乖荷载栏的计村算：可以鄙得到供另外称一个右临界塘荷载兴公式卷的公蓄式。§9.停4浅基监础的钻地基床极限语承载棚力地基唐极限台承载版力Pu：是闲地基僚所能冠承受补的极冠限荷脂载，拘当基映底压孔力达顿到Pu时，瞧地基居就发愁生整誓体剪尊切破圈坏。地基驱极限逝承载录力的弯计算赚公式赢是在街普朗钻德尔录极限鲁承载牧力理溜论的殿基础铅上，回根据绒不同赶的假种设条道件，序得出吸了各蚊种不愚同极托限承互载力纸近似摆计算饮方法息如太孟沙基炒公式法、魏椅锡克古（Ve司si炸c）公赠式、扛汉森社（Ha良ns栗en驰J钟.筑B.）公凝式等作。1.普朗私德尔评（Pr零an港dt膨l）极忌限承悉载力嫂理论根据车塑性仙理论浪，研术究刚熔性冲走模压吃入无哀质量都的半需无限烈刚塑优性介购质时婶，导妈出了说介质粪达到粮破坏郊时的翁滑动洁面形垫状和培极限勒压力捕公式榆。对熟于一犹无限塑长的卵、底县面光成滑的芳条形浆荷载尘板置瞧于无离质量赔的土托的表祖面上伟，当抚荷载言板下截的土化体处砍于塑梁性平某衡状呀态时克，塑替性区械共分挣五个肆区。2.太沙妥基（K.那T猪er异za恨gh正i）公尖式理论邀假定：①什条形池基础老；②坊地基白发生财滑动番时滑幕动面长的形塌状时唤两端艺为直侵线，袖中间绘为曲润线左愿右对通称；跳③Ⅰ区位衫于基匆础底属面下彩，不拒发生羽剪切费破坏认，而弦处于止弹性进压密涂，Ⅱ区滑交面为别对数归螺旋碍线，Ⅲ区滑简面为恨斜向神平面袜，剖膊面屡上呈摘等腰垮三角眨形。理论手基础：基顶础下村土楔橡的静铃力平叮衡条惜件确闹定。公式：对于著一般疼情况承，太约沙基赤认为材地基磁极限批承载矩力可正近似助假设害为三霉种情箱况计蜓算结貌果的贼总和拒：若地基婶松软（软寺粘土侍或松艰砂）往，地漆基破垄坏为恳局部最剪切猎破坏代，太思沙基每建议删用经瞧验的碗方法亚调整写抗剪匹强度宪指标振，公趣式表兰达式算为：对于浑边长布为b的方形挪基础的地幸基极怪限承桃载力价，由链条形蜡基础圆推倒驾得到全：对于唉直径育为b的圆形抗基础的地丸基极掩限承客载力漏：地基奸的容许物承载构力就是谈地基冬极限故承载惠力除草以安津全系株数K确定弊，从损而也歉可以畏确定员。3.魏锡轨克（Ve晚si震c）极吐限承途载力临公式理论竟假定：①制条形更基础贝；②众中心鸽荷载碑作用闭下的对比厉太沙载基和筋魏锡钻克极机限承愧载力盐计算喜公式祥可以墓发现执：其低基本两形式距是相肢同的贞，其秃中的简承载腾力因搞数Nc，Nq相同柴，而Nr差别港较大垃。魏垂锡克骑极限凑承载愿力计洲算结络果偏宣于安休全。魏锡掀克耕卖具影并响承滥载力摄的各钞种因决素对源上式本进行筛修正既，考丈虑的扭影响班因素城最多讲，从煮而比难较全竟面。㈠基础阿形状的影林响对于袖方形盖和圆柱形基循础，艰采用额半经消验的脱基础归形状修因数余加以待修正㈡偏心挑和倾杆斜荷富载的影赔响在偏木心和遭倾斜告荷载行作用谦下，榴地基羡极限叠承载爱力将贺有所怖降低处。偏心协荷载弄：有裳效宽比度，判或有检效面肉积；倾斜巷荷载株：用矿倾斜卸荷载易因数很进行艇修正勇；偏心家和倾泉斜荷植载同樱时存翠在：㈢碰基础趴两侧均覆盖芬层抗傲剪强魂度的恒影响由于拣忽略芝了基片础底坡面以退上两鉴侧覆池盖层偶土的削抗剪版强度黎，如篇果考骆虑这括个影饭响，膛承载市力应泪该有选所提枣高。晚采用捐基棉础埋尘深修练正因敢数进鸟行修婶正。9.岛4地基碎承载谢力特互征值1.《建筑万地基秒基础输设计汁规范》（GB狱50础00输7-翼20而02）应用遇的公递式(偏心撤距e小于姨或等企于0.或03袋3倍基铃础底称面宽仆度时)式中愉：fa--