土力学：挡土结构物上的土压力

土力学2第六章

挡土结构物上的土压力Earthpressureonretainingstructure§1土压力§2朗肯(Rankine)土压力理论§3库仑(Coulomb)土压力理论§4几种常见的主动土压力计算第六章挡土结构物上的土压力库仑C.A.Coulomb(1736-1806)§1概述什么是挡土结构物Retainingstructure什么是土压力(Earthpressure)影响土压力的因素挡土结构物类型对土压力分布的影响挡土结构物及其土压力

概述Rigidwall一挡土结构物（挡土墙）用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定性，或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。

概述挡土结构物上的土压力由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。

概述挡土墙类型（按刚度及位移方式）:刚性挡土墙柔性挡土墙

概述刚性挡土墙§1L型T型预应力刚性加筋扶壁圬工式混凝土挡土墙及复合排水管完工完工柔性支护结构§6.1概述锚杆板桩板桩变形基坑支撑上的土压力变形土压力分布板桩上土压力实测计算上海市外环过江隧道岸埋段基坑支撑无法打锚杆，相邻建筑物的基础较深,地下管线内支撑§6.1概述地下建筑物§1发生在土体内部或者与土相邻的结构物上的压力竖向土压力新填土B外土柱内土柱等沉面沟埋式上埋式二土压力的影响因素土的性质挡土墙的移动方向挡土墙和土的相对位移量土体与墙之间的摩擦挡土墙类型本章要讨论的中心问题刚性挡土墙上的土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布及合力作用点。在影响善土压力证的诸多储因素中,墙体介位移除条件是最拾主要壁的因片素。协墙体必位移河的方程向和馒相对趣位移普量决念定着销所产贪生的仓土压伤力的意性质耻和土被压力价的大松小。三土压力兼类型3.被动字土压询力（Pa登ss牵iv睡e弊ea厅rt绪h裹pr猪es然su症re细)（一肌）墙体颠位移煤和土田压力奇性质§1概述1.静止土偶压力（Ear赌th液pre剖ssu胖re绘at御res核t)2.主动陡土压挂力（Ac呼ti哈ve翻e搜ar讽th施p摸re胃ss浮ur锻e)墙体乌位移摇对土兔压力葛的影呀响１．伴挡土袍墙所次受土勿压力梢的类童型，经首先米取决郑于墙桑体是忧否发嫂生位针移以问及位影移的包方向航。其税中有顺三种件特定邪情况烧下的傲土压按力，味即静毕止土挑压力贡、主扛动土牛压力殃和被员动土理压力洪。２．伤挡土土墙所扬受土更压力朽的大爹小并露不是男一个撕常数颂，而挺是随逆位移产量的齿变化毕而变发化。§1当d=D/H=0时（届如地下仗室）E=E01.静止阻土压万力2.主动裁土压基力§1概述墙体外移，土压作力逐杯渐减小，当土厦体破坏，达到极限平攻衡状态时所缝对应坑的土卡压力(最小)3.被动土父压力§1概述墙体内移，土压于力逐诱渐增大，当土尽体破坏，达到极限平埋衡状态时所对衬应的土揉压力(最大)可按挤土体订处于侧限条史件下的弹性目平衡状区态进行沸计算。（二浆）静止土桶压力计丽算静止睛土压秧力系以数K0对于赔侧限摘应力芒状态电：p0=sh=K0sv=u/(1恭-u)sv=u/(1挺-u)gzK0=n/(方1-n)由于土故的n很难确涝定，K0常用经竖验公式仔计算对于残砂土甚、正姜常固挺结粘漠土：K0≈1-你sinf’svsvshshz小结挡土墙土压芒力土压涝力性特质影响隔因素静止土里压力计苏算如何计痰算主动禁和被动沟土压力略？一.半无限吐土体中丑的极限垮平衡应谈力状态载和朗肯芹土压力：§2朗肯(Ran半kin绑e)土压力发理论1.主动极前限平衡异应力状津态PaK0vv朗肯土该压力理坚论基本爆条件和嗽假定条件墙背光方滑墙背击垂直填土表育面水平假设墙后各郑点均处欢于极限恢平衡状曾态§2朗肯土平压力理护论二.墙背炎光滑奥垂直也、墙裂土表顽面水疲平的透土压该力计针算§2朗肯土躲压力理练论(一).填土为砂土由于洽墙背滚光滑寨垂直云（没已有剪傲应力园），纱墙背填相当驶于一齐个半旗无限番土体暖中的织对称欺线，群墙后馋为半镰无限哪土体托的一君半。(一)填土为砂土§2朗肯土画压力理箱论1.主动孕土压劳力HH/3HKa主动策土压表力分期布按墙袭后破骄裂面展形状45＋/2§2朗肯土冤压力理浮论1.主动贝土压筹力pa=sh=t栽g2(4右5-f/2)gzKa=t各g2(4梁5-f/2)直线健分布合力Ea=1激/2厕KagH2作用邻点：下底部哥以上1/携3H处滑裂面午方向：气与水平糖夹角45+f/2(一)填土为砂土HH/3HKa§2朗肯土借压力理所论2.被动屋土压朝力(一)填土溜为砂土HH/3HKp被动粒土压掏力分村布袄墙族后破姓裂面居形状45－/290+§2朗肯土族压力理静论2.被动土铁压力pp=sh=t恢g2(4聋5+f/2)gzKp=t穗g2(45+f/2)直线分绕布合力Ep=1/阿2KpgH2作用点解：底部星以上1/3档H处滑裂悲面方裳向：因与水杂平夹宅角45-f/2(一)填土嫂为砂土§2朗肯川土压敏力理非论1.主动土傅压力(二)填土航为粘性平土§2朗肯钉土压蜻力理便论1.主动土填压力(一)填土运为粘性土HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3主动区主动土狱压力分照布§2朗肯土教压力理课论1.主动匹土压有力z<z0拉应力迅，开裂z>z0

(一)填土持为粘性土总主动土压力HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3§2朗肯肾土压末力理吴论2.被动土志压力(一)填土为粘性土小结基本条风件和假塞定极限隙应力辽分析破坏形哭式主动和娇被动砂土嘴和粘责性土§2朗肯详土压刘力理沈论如果墙川背不垂叛直，光千滑墙后填冒土任意如何央计算输挡土勾墙后凶的土众压力积？§6.也3库仑土餐压力理择论(一)主动含土压染力§3库仑土压力灶理论基本假粪设：1、墙塔后土痒体为纸无粘刚性土2、滑餐动面仆为一际平面3、将冰破坏描的楔稻形土陵体视胳为刚铜体4、按施楔形倾体整欺体极响限平超衡条每件处策理(一)主动土升压力§3库仑土压力尼理论求解扎方法开：1、滑动笋楔体受鼻三个力摸系W、E、R（如乒图）2、根爆据静设力平易衡力议三角帆形闭哲合条赴件，饺可得E的大小3、求极李值(一)主动土粮压力§3库仑土压力闪理论当b=d=a=0时，即海：墙背光时滑、垂羞直，填楚土表面午水平时与朗肯贫土压力株理论一弦致(二)被动谋土压脂力§3库仑土压易力理孩论求解方避法类似辨主动土肤压力变化,取若干桨滑裂面,使E最小dE/d=0,求得，得到：§3库仑土压川力理响论土压力鼠分布(二)被动但土压傲力三.图解割法§3库仑土压力室理论2.库尔密曼(C.Cul赞man要n)图解酸法§3库仑土压力混理论在图杜中使李力三畜角形宪顶点o与墙底A重合发，Ri方向与ACi方向景一致3.粘性土充的图解叠法§3库仑土压汗力理寻论W中包下括BCD箩E四朗肯和袜库仑土远压力理蛋论的比较（一）分析方丑法区别朗肯堆库仑极限平岁衡状态土体内漆各点均言处于极寨限平衡或状态刚性出楔体,滑面际上处魂于极叮限平冒衡状幻玉态极限扯应力些法挨滑晓动楔餐体法§3库仑土压力举理论（二乌）应用条环件§6.裂4朗肯局和库警仑土压力郊理论的比较朗肯库仑1墙背光滑垂直填土水平墙背、填土无限制粘性土一般用图解法2坦墙坦墙3墙背垂直填土倾斜（三嚼）计算涨误差--朗肯重土压画力理岂论§6慢.4朗肯和价库仑土压结力理泳论的比较墙背筝垂直实际d>0郎肯见主动塔土压原力偏删大郎肯被妹动土压力距偏小（三）转计算扩误差--库伦驾土压掌力理村论§6.袄4朗肯和宗库仑土压力稿理论的比较由于实糠际滑裂允面不一管定是平致面主动倡土压叔力偏小不一定债是最大值被动南土压弟力偏大不一乳定是校最小值（三）吉计算误洲差---与理论绳计算值塘比较§6.议4朗肯和洲库仑土压力奖理论的比较（三塌）计算误想差---与理伴论计读算值跃比较§6.安4朗肯和颗库仑土压秀力理督论的比较（三）戴计算误骗差--与理论兼计算值漆比较§6吊.4朗肯和妥库仑土压力杠理论的比较=0滑裂面吐是直线石，三种认理论计烫算Ka,Kp相同0Ka朗肯戴偏大10帐%左右，壤工程偏奶安全库仑偏保小一些解（可忽理略)；Kp朗肯偏诱小可达归几倍；库仑远偏大自可达遗几倍;在实际啊工程问兽题中，涉土压力孝计算是倒比较复慰杂的。§4几种工认程中常纸见的主启动土压韵力计算一.填土奇上有剩荷载二.成层填骡土情况三.填土中纷有水四.坦墙五.墙背构形状径有变怨化六.墙后填题土受限夜制§4几种工贺程中常那见的主叛动土压铲力计算一.填土上井有荷载1朗肯土糕压力理疾论1=gz+qpa=3=qKa+gzKaHZ13qKaHKazKa§4几种工立程中常园见的主牌动土压篇力计算2.库仑犬土压余力理狱论一.填土上使有荷载三角荒形相妥似§4几种工枣程中常辰见的主架动土压染力计算3.局部仿荷载--朗肯糊土压辩力理壤论一.填土词上有掠荷载§4几种工劲程中常程见的主钢动土压华力计算二.成层填耀土CBAg1

f1c1g2

f2c2H2H1朗肯理涝论§4几种工僵程中常金见的主粪动土压煎力计算（一）指讨论1.pa在B点的键连续艇性(1默)g1=g21=2c1c2(2谜)g1=g212c1=c2=0(3秤)g1g21=2c1=c2不连话续不连续连续CBAg1

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f2c2H2H1§4几种工瞒程中常值见的主省动土压射力计算（一）踩讨论2.dpa/d幕z(即pa斜率)的连案续性(1)g1g2；1=2转折:g大dpa/d迎z大(2睡)f1f2；g1=g2转折:g大dpa/d侵z小朗肯理论仅和g

f有关CBAg1

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f2c2H2H1§4几种工倒程中常爽见的主誉动土压脑力计算（二仰）冒几种释情况刺下土绑压力蔽讨论f1=f2c1=c2=0g2>g1g2<g1CBAg1

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f2c2H2H1§4几种工指程中常敲见的主象动土压饲力计算（二）闸几种赔情况下特土压力隐讨论过顶超点虚充拟q=gH1g1=g2c1=c2=0f2>f1f2<f1CBAg1

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f2c2H2H1§4几种鸡工程桨中常阅见的隔主动婆土压绕力计漂算（二）械几种机情况下炭土压力惊讨论c1>0c2=0c1=0c2>0g1=g2f2=f1CBAg1

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f2c2H2H1§4几种工邮程中常肚见的主展动土压板力计算1.构造要稍求：一般求用砂恩性土雅，墙熄设排割水孔饲以及岭反滤愿层，拾填土急表面层设沟往、堤晕等截购流2.水下包部分土压力Pa=Kaσz水压谷力pu=u顶(静水压绳力、渗揭流压力婚、超静孔苦压)三.填土中董有水§4几种俭工程劣中常骄见的推主动鸽土压茶力计贸算三.填土中坛有水墙基不宗透水朗肯理雪论KagH2KagH1gwH2水压力土压力§4几种声工程攀中常做见的承主动视土压吊力计咸算三.填土驰中有椅水H2H1不透水dEapw土压力水压力Eapw库仑勿理论墙基蚂不透面水§4几种顶工程销中常毕见的执主动牙土压敏力计湿算三.填土中抬有水填土轻渗透与系数滑比地跨基土瓜小得宅多需要螺绘制识流网南或计扫算确耐定孔书压§4几种工争程中常倦见的主梨动土压锯力计算三.填土肝中有梁水填土勾渗透烫系数订比地剧基土令小得仁多H2H1gsatH2gH1垂直有效应力=总应力u=0孔压KagsatH2KagH1土压力透水垂地基§4几种捷工程回中常扮见的利主动鉴土压员力计疲算四.坦墙a>acr=45o-/2填土牌表面供水平(1帮)假设垂遣直墙面CD上主动童土压力Ea=1/掩2KaH2(2)作用轨在真匪实墙粥面AC上的顷土压馅力朗肯胞理论§4几种搬工程辩中常权见的句主动翁土压密力计传算四.坦墙填土痕表面腰倾斜(1混)求解假摩设墙面CB上主动裕土压力Ea(2锈)作用在筝真实墙们面AC上的土爽压力库仑罢理论RdEaWbaacrCABB§4几种丢工程增中常租见的六主动钉土压查力计恰算五.墙背形桑状有变膏化CABDdEa1ADEa2CB§4几种认工程督中常乞见的冤主动挡土压球力计匹算五.墙背形税状有变劲化带卸矮荷台星的挡悠土墙捧土压河力§4几种药工程翻中常塘见的仅主动而土压级力计盛算六.墙后貌填土花受限性制BAC填土g2

f2c2老土g1

f1c1滑裂叼面BC可能廊的位齿置(1)虏BC在填轧土中(2)泼BC在老工土中(3样)宾BC在界馒面上§3几种工败程中常立见的主违动土压惨力计算七.加筋挡似土墙的悟土压力§4几种工猫程中常艰见的主喊动土压常力计算七.加筋泄挡土晋墙的奶土压吹力HqsVWqsKaHKa§4几种掩工程