土力學課件第八章土壓力與擋土墻

1、第八章 土壓力和擋土墻 本章主要內(nèi)容8.1 8.1 擋土墻上的土壓力及工程應用擋土墻上的土壓力及工程應用8.2 8.2 靜止土壓力計算靜止土壓力計算8.3 8.3 蘭金土壓力理論蘭金土壓力理論8.4 8.4 庫倫土壓力理論庫倫土壓力理論8.5 8.5 常見情況的土壓力計算常見情況的土壓力計算8.6 8.6 其他情況土壓力計算其他情況土壓力計算8.7 8.7 擋土墻設計擋土墻設計8.8 8.8 埋管土壓力埋管土壓力一、擋土墻上的土壓力及工程應用 擋土墻擋土墻是用來支撐天然或人工斜坡不致坍塌是用來支撐天然或人工斜坡不致坍塌，以保持土體穩(wěn)定性的一種構(gòu)筑物。，以保持土體穩(wěn)定性的一種構(gòu)筑物。 土壓力土壓

2、力是指擋土墻后的填土因自重或外荷載是指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對墻背產(chǎn)生的側(cè)向壓力。作用對墻背產(chǎn)生的側(cè)向壓力。 8.1 8.1 擋土墻上的土壓力及工程應用擋土墻上的土壓力及工程應用 圖 擋土墻應用舉例擋土墻上的土壓力及工程應用擋土墻上的土壓力及工程應用 靜止土壓力：靜止土壓力：e e 0 0 主動土壓力：主動土壓力：e a 被動土壓力：被動土壓力：e e p p二、土壓力的類型 圖圖 擋土墻的三種土壓力擋土墻的三種土壓力(a) 主動土壓力；主動土壓力；(b) 被土土動力；被土土動力；(c) 靜止土壓力靜止土壓力 擋土墻上的土壓力及工程應用擋土墻上的土壓力及工程應用 e a e o h1

3、時，p a = 1h1 + 2(z - h1)ka2常見情況的土壓力計算常見情況的土壓力計算 二、墻后填土中有地下水 地下水位對土壓力的影響表現(xiàn)在地下水位對土壓力的影響表現(xiàn)在: :（1）地下水位以下填土的）地下水位以下填土的重量因受到水的浮力而減小，計算土壓力時應用浮容重重量因受到水的浮力而減小，計算土壓力時應用浮容重 ；（2）地下水對填土的強度指標）地下水對填土的強度指標c、 有有影響。一般認為對砂影響。一般認為對砂性土的影響可以忽略，但對粘性填土，將使性土的影響可以忽略，但對粘性填土，將使c、 值減小，值減小，從而使主動土壓力增大；（從而使主動土壓力增大；（3）地下水本身對墻背有靜水壓）地

4、下水本身對墻背有靜水壓力作用。力作用。 下面我們來看一看均勻無粘性土中有地下水位時土壓力的計下面我們來看一看均勻無粘性土中有地下水位時土壓力的計算：算：常見情況的土壓力計算常見情況的土壓力計算 圖 墻后有地下水位時土壓力計算作用在擋土墻上的總壓力應為土壓力作用在擋土墻上的總壓力應為土壓力ea與水壓力與水壓力ew之和。之和。 常見情況的土壓力計算常見情況的土壓力計算 三、填土表面有荷載作用 1. 連續(xù)均布荷載作用連續(xù)均布荷載作用（a）擋土墻墻背垂直，填土面水平且有連續(xù)均布荷載）擋土墻墻背垂直，填土面水平且有連續(xù)均布荷載q作作用（如下圖）。填土是無粘性土，則：用（如下圖）。填土是無粘性土，則： p

5、a = (q + z) k a 常見情況的土壓力計算常見情況的土壓力計算 （b）若擋土墻墻背及填土面均為傾斜平面，如下）若擋土墻墻背及填土面均為傾斜平面，如下(a)圖所示?？烧J為滑裂面位置不變，與沒有均布荷載作圖所示?？烧J為滑裂面位置不變，與沒有均布荷載作用時相同，只是在計算每一滑動楔體重量用時相同，只是在計算每一滑動楔體重量w 時，應將時，應將滑動楔體范圍內(nèi)的均布荷載滑動楔體范圍內(nèi)的均布荷載g = ql考慮在內(nèi)，如考慮在內(nèi)，如(c) )圖圖所示，然后即可按圖解法求出總主動土壓力所示，然后即可按圖解法求出總主動土壓力ea。圖 填土面上有連續(xù)均布荷載作用 (a) (b) (c)常見情況的土壓力計

6、算常見情況的土壓力計算 2. 局部荷載作用圖 填土表面有局部荷載作用 常見情況的土壓力計算常見情況的土壓力計算 請同學們注意以下幾點：請同學們注意以下幾點：（1）既然沒有給出）既然沒有給出c就說明填土為粗粒土。就說明填土為粗粒土。（2）地下水對粗粒土）地下水對粗粒土的影響可以忽略。的影響可以忽略。（3）分界面上下垂直應力是相等的，只是土壓）分界面上下垂直應力是相等的，只是土壓 力系數(shù)不同。力系數(shù)不同。（4）地下水位以下土壓力的計算要用有效重度）地下水位以下土壓力的計算要用有效重度常見情況的土壓力計算常見情況的土壓力計算 四、墻背形狀有變化的情況1. 折線形墻背折線形墻背 圖圖 折線墻背土壓力計

7、算折線墻背土壓力計算 常見情況的土壓力計算常見情況的土壓力計算 2. 墻背設有卸荷平臺墻背設有卸荷平臺 圖圖 帶卸荷平臺的擋土墻土壓力計算帶卸荷平臺的擋土墻土壓力計算 常見情況的土壓力計算常見情況的土壓力計算 五、填土性質(zhì)指標與填土材料的選擇 1. 填土性質(zhì)指標填土性質(zhì)指標 計算土壓力要用計算土壓力要用 ，c、 ，以及，以及 。這些。這些指標的大指標的大小應盡量通過試驗確定，實在不能進行試驗時，才小應盡量通過試驗確定，實在不能進行試驗時，才參考一些經(jīng)驗值；參考一些經(jīng)驗值；容重容重 一般為一般為1719kn/m3；粗粒；粗粒土土的的c = 0， 可以參考教材可以參考教材p232表表6-7選用；細

8、粒選用；細粒土土的的c、 值最好用有效強度指標值最好用有效強度指標c c 、 ，但在實踐，但在實踐中中，對高度，對高度5m左右的一般擋土墻，可采用三軸固左右的一般擋土墻，可采用三軸固結(jié)不排水剪強度指標結(jié)不排水剪強度指標 cu，c cu或直剪固結(jié)快剪指標或直剪固結(jié)快剪指標 cq，c cq。對一些高度較大，填土速度較快的重要。對一些高度較大，填土速度較快的重要擋土墻，則宜用三軸不排水剪指標擋土墻，則宜用三軸不排水剪指標 uu，c uu。 2. 填土材料的選擇 墻后填土宜選擇透水性較強的無粘性土。對于高度低墻后填土宜選擇透水性較強的無粘性土。對于高度低于于5-6m的擋土墻，填土往往是就地取材的，若填土采的擋土墻，填土往往是就地取材的，若填土采用粘性土料時，宜摻入適量的塊石。一定要避免用成用粘性土料時，宜摻入適量的塊石。一定要避免用成塊的硬粘土作填料，因為這種土浸濕后，將產(chǎn)生很大塊的硬粘土作填料，因為這種土浸濕后，將產(chǎn)生很大的膨脹力。在季節(jié)性凍土地區(qū)，墻后填土應選用非凍的膨脹力。在季節(jié)性凍土地區(qū)，墻后填土應選用非凍脹性填料，如爐渣，碎石，粗礫等。脹性填料，如爐渣，碎石，粗礫等。 第八章 總結(jié)一、牢記一、牢記1. 主動土壓力、被動土壓力、靜止土壓力等概念。主動土壓力、被動土壓力、靜止土壓力等概念。2. 蘭