土力学第8章.ppt

1、朱明礼、土力学及地基基础，第八章土压力，8.1概论，8.2挡土墙侧土压力，8.3朗肯土压力理论，8.4库伦土压力理论，8.5朗肯理论与库伦理论比较，8.1概论，挡土墙是自然或人工斜坡不倒塌的结构。广泛应用于住宅建筑、维修、铁路及桥梁工程。挡土墙类型(a)支撑土坡的挡土墙(b)路堤挡土墙(c)地下室侧墙(d)拱桥支架，刚性挡土墙，柔性挡土墙，挡土墙类型(刚性和变位基础):L型，t型挡土墙土压力的特性、大小和分布规律可由墙实现，墙变位条件是影响土压力的最重要因素。根据壁面位移的方向和相对位移量生成的土压力的特性和土压力的大小。根据墙的变位情况和墙后土体所在的应力状态，土压力可以分为三种。1 .静土

2、压力，挡土墙在压力下不会发生变形和变位(静固定)，墙后面的土体处于弹性平衡状态时作用于挡土墙的土压力称为静土压力，表示为E0。2 .在主动土压力、土压力作用下，挡土墙离开土体向前移动一定数值，墙后土体达到主动极限平衡状态时作用于墙的土压力称为主动土压力，表示为Ea。再生动画，移出墙外，土压力逐渐减小，土体破坏，达到极限平衡状态时对应的土压力(最小)，3。被动土压力，再生动画，墙内移动，土压力逐渐增大，土体破坏，达到极限平衡状态时相应的土压力(最大值)，4.3茄子土压力之间的关系，对于相同的挡土墙，填土的物理力学特性在相同的条件下有以下规律：1.EA EO EP 2 .p A；静止土压力强度，静

3、止土压力系数测定方法：1。通过横向条件下的实验测量2。经验公式K0=1-sin计算3。根据相关表中提供的经验值确定，8.3朗肯土压力理论，8.3.1朗肯土压力基本理论，1。PpKpz，pa，pp，土壤为弹性平衡状态，主动极限平衡状态，被动极限平衡状态，主动兰金状态，被动兰金状态，主动兰金状态，单向垂直，切割破坏面和垂直面之间的角度为45o-/挡土墙在土压力作用下离开土体法向应力保持不变，水平应力逐渐减小，位移增加到A。墙后的土体处于兰肯的活动状态时，墙后的土体上出现了滑动条。与大主应力面的角度为45o/2，水平应力为最小极限值，z (1)、z (1)、z (1)、z (1)、z (1) C=0

4、，无粘性土壤，朗肯活动土压力强度，1。无粘性土壤活性土压力强度与Z成正比，三角形沿壁高分布2。合力大小分布图的面积，即三角形面积3。合力作用点作用于三角形中心，即墙底h/3，c0处为1 .土壤自重引起的土压力zKa 2。粘滞力C产生的负侧压力2cKa表示“负侧压力是一种牵引力”。土壤和结构之间的拉伸强度低，所以拉力容易裂开。计算中不考虑负侧压力深度，临界深度z0。1.粘性土主动土压力强度有负侧压力区域(计算中不考虑)牙齿2。合力大小到分布图的面积(负侧压力部分除外)3。合力作用点位于三角形的中心。也就是说，其作用于墙底部(h-z0)/3。3.手动土压力，极限法向应力保持不变，水平应力逐渐增加，

5、位移增加到P，墙后土处于兰肯被动状态时，墙后土与小主应力面成45o/2的角度，水平应力提高到最大极限值。讨论：c=0，非粘性土壤，兰肯被动土壤，即三角形面积3。合力作用点作用于三角形中心，即墙底h/3，c0，粘性土，粘性土主动土压力强度由两部分组成。1.土壤自重引起的土压力zKp 2。粘滞力C产生的侧压力2cKp，说明：侧压力为正压力。即梯形分布图形面积3。合力作用点为梯形中心，土压力合力，4，案例分析，例挡土墙，6米高，墙等为直立，光滑，墙后填充面水平。填土是粘性土，其中，内摩擦角、粘着力求出活动土压力及其作用点，活动土压力分布图，解，活动土压力系数，墙底土压力强度，临界深度，活动土压力，活

6、动土压力作用点，与墙底的距离，5，5填充表面，如下图所示计算中不应考虑负压力区域土压力。z0表示没有负侧压力区域。三角形或挡土墙的后面有多种土层，首先求出垂直自重应力，然后乘以牙齿土层的作用土压力系数，得出该作用土压力强度、A点、B点介面、B点以下介面、C点以下介面、C点以下介面、D点、D点、说明：合力大小分布图的面积、作用点位于分布图的中心壁等的土压力地下水位以下的土层是按浮力计算的。作用于A点、B点、C点、土压力强度、水压强度、B点、C点、墙等的总压力是土压力和水，每个层的物理力学特性指标尝试活动土压力Ea，出土压力分布图，Ka10.307，Ka20.568，答案，A点，如图所示墙等与土的

7、反作用力E，大小未知，方向与墙等的法向角度，1。根据土雪重量G=A滑动楔ABC静力平衡，由正弦定律，G，G，三角形ABC中的正弦定律得到，土雪由三力作用，静力平衡，滑动裂纹面随机给出，其他滑动裂纹面得到一系列土压力E。E是Q的函数，E的最大Emax土台挡土墙等的摩擦角、墙等平滑，并根据排水情况调查表，主动土压力与墙高度的平方成正比，主动土压力强度、主动土压力强度沿墙高度分布为三角形，合力作用点在墙底部h/3处与墙等法线成正比，说明：示例挡土墙高度4.5米=17.5kN/m3、=30o、填充坡度角、填充、壁面等摩擦力角等指标。根据库仑理论，主动土压力Ea和作用点，解答，=库伦被动土压力Ep，库伦

8、被动土压力强度，库伦主动土压力系数，核对清单，8。5朗肯理论与库伦理论的比较，1，兰肯和库伦土压力理论都属于极限状态土压力理论。用牙齿两种茄子理论计算的土压力都是墙后土体处于极限平衡状态的主动被动土压力。第二，两种茄子分析方法有很大的差异，主要表现在研究的起点和路径上的差异。兰金理论研究土壤中某一点的极限平衡应力状态，首先计算作用于土壤垂直面的土压力强度A或P及其分布形态，然后计算作用于墙等的总土压力Ea和Ep，因此兰金理论属于极限应力法。库伦理论根据墙等滑动面之间的土话整体处于极限平衡状态，首先求出作为静态平衡条件作用于墙等的总土压力Ea或Ep，必要时计算出土压力强度A或P及其分布形式，因此

9、库伦理论属于滑动楔法。三，在上述两个茄子研究路径中，朗肯理论理论理论上比较严格，但只能得到理想简单边界条件下的答案，受到应用上的限制。库仑理论显然是简化理论，但它应用广泛，因为它能在更复杂的多种实际边界条件以及一定范围内取得比较满意的结果。第四，朗肯理论的适用范围：墙等垂直、平滑、墙后填充水平，即=0，=0，=0。粘性土和粘性土都可以使用。库伦理论适用于包括朗肯条件在内的各种斜墙等陡峭壁，填充面不受限制。也就是说，它可能不是0或0牙齿，因此它的复盖范围比朗肯公式更广。水解法一般只用于粘性土，图解法可以很容易地应用于粘性土或粘性土。5，计算误差：朗肯和库伦土压力理论都是基于一些人为的假设，朗肯假定墙等是理想光滑的一面，忽略了墙和土之间的摩擦对土压力的影响。库仑理论计算了壁背和填土的摩擦作用，但假设土的滑动面通过壁顶平面，是比较严格的挡土墙土压力解决方案(基于极限的平衡)。三茄子土压力在实际工程中的应用，挡土墙直接浇在岩基上，墙的刚度很大，墙的位移很小，不足以在填筑中生成主动破坏。根据静土压力计算，产生挡土墙疏浚