《工程岩土》课件 模块四 土压力计算及土坡稳定性分析单元1任务点4 特殊情况下的土压力计算

模块四土压力计算及土坡稳定性分析《工程岩土》

单元一

土压力计算任务4特殊情况下的土压力计算问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测如果你是工程设计人员，根据前述工程情境，高填方路堤段选择了重力式挡土墙以保障路堤稳定，墙体采用钢筋混凝土浇筑，墙背竖直、光滑、墙后填土面水平，分两层不同的土进行填筑，且考虑填土中地下水的影响，如何计算该挡土墙所受土压力？若该处拟建桥梁选择梁桥，现进行桥台设计，拟采用重力式U型桥台，混凝土浇筑，台背仰斜粗糙，台后填土为水平填筑的砂土，且填土面上考虑有车辆荷载作用，此时作用在该桥台上的土压力应该如何计算？问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测1.该工程设计中，在满足朗肯土压力理论假定条件下，墙后填土表面若作用有均布荷载时，如何计算土压力？

2.该工程设计中，在满足朗肯土压力理论假定条件下，墙后填土如果分层填筑，如何计算土压力？

3.该工程设计中，在满足朗肯土压力理论假定条件下，墙后填土中若有地下水时如何计算土压力？此时可以采用水土分算与水土合算法，简述这两种方法计算土压力的主要步骤？

4.该工程设计中，梁桥桥台所受土压力满足库仑土压力理论假定条件，若台后填土表面作用有车辆荷载时，如何计算土压力？问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测当墙后填土表面作用有连续均布荷载q时，如下图所示，若墙背竖直光滑、填土面水平时，可采用朗肯土压力理论计算，这时墙顶以下任意深度z处的竖向应力如下。

对于无黏性土，有：

对于黏性土，有：一、填土表面作用有连续均布荷载问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测当墙后有几层不同种类的水平土层时，如下图，挡土墙各层面的主动土压力强度如下。第一层AC段填土的土压力强度为：第二层CD段填土的土压力强度为：第三层DB段填土的土压力强度为：二、分层填土ACDBC1

φ1γ1

C2

φ2γ2C3

φ3

γ3H1H2H3问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测

水位以下部分的土压力计算目前有“水土分算”和“水土合算”两种方法。

a）填土中地下水位b）水土分算

（一）水土分算：水土分算即采用有效重度γ/和有效应力强度指标c/、φ/计算土压力，另外再加上水产生的静水压力。当填土为渗透性较大的砂土、碎石土、杂填土等，水位以下的土孔隙中充满水，能产生全部的静水压力，作用在浸入水少的全部墙背上，故应采用“水土分算”方法。水土分算时，在上图b中，B点的荷载强度为：三、墙后填土中有地下水问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测

a）填土中地下水位c）水土合算

（二）水土合算：水土合算即采用土的饱和重度γsat和总应力强度指标c、φ计算墙背上的总土压力，如图c所示。对于渗透性小的黏性土和粉土，可以采用水土合算的经验方法。

水土合算时，在上图c中，B点的荷载强度为：

将

带入上式得到：三、墙后填土中有地下水γH1Ka+γsatH2Ka问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测

在挡土墙或桥台设计时，应考虑车辆荷载引起的土压力。在《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）中，对车辆荷载引起的土压力计算方法，作出了具体规定。其计算原理是按照库仑土压力理论，把填土破坏棱体（即滑动土楔体）范围内的车辆荷载，用一个均布荷载（或换算成等代均布土层）来代替，然后用库仑土压力公式计算。在有车辆荷载作用下，计算挡土墙承受的土压力，计算步骤如下：（1）确定B、L。（2）荷载布置。（3）求等代土层厚度h。（4）计算土压力。四、填土面上有车辆荷载问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测