土力學(xué)：土壓力課件

1

土壓力基本要求：掌握靜止土壓力的計(jì)算，兩種古典土壓力理論的基本假設(shè)、分析方法與理論計(jì)算；熟悉擋土墻上有超載或非均質(zhì)土?xí)r土壓力的計(jì)算；了解有車輛荷載時(shí)土壓力的計(jì)算，兩種土壓力理論的比較。1土壓力基本要求：2022/11/52本章內(nèi)容8.1概述8.2擋土墻側(cè)的土壓力8.3朗肯土壓力理論8.4庫侖土壓力理論8.5朗肯土壓力理論與庫侖土壓力理論的比較。2022/11/12本章內(nèi)容8.1概述2022/11/538.1概述1、土壓力３、擋土墻用途。２、擋土墻設(shè)計(jì)——土壓力性質(zhì)、大小、方向、作用點(diǎn)。４、主要內(nèi)容：三種土壓力概念、靜止土壓力計(jì)算、兩種古典理論計(jì)算主動(dòng)與被動(dòng)土壓力。５、平面應(yīng)變問題。假定結(jié)構(gòu)無限長，結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、荷載及約束沿長度方向不變。計(jì)算單位長度上的土壓力。2022/11/138.1概述1、土壓力３、擋土墻用途。2022/11/548.2擋土墻土壓力8.2.1基本概念

1、靜止土壓力，以表示。２、主動(dòng)土壓力，以表示。３、被動(dòng)土壓力，以表示。2022/11/148.2擋土墻土壓力8.2.1基本2022/11/55８.2.2

靜止土壓力

1、土壓力分布為靜止土壓力系數(shù)對(duì)于正常固結(jié)土：2、總土壓力合力的作用點(diǎn)在距離墻底處。2022/11/15８.2.2靜止土壓力1、土壓力分布2022/11/568.3朗肯土壓力理論8.3.1基本假設(shè)與方法

1、基本假設(shè)：墻背豎直、光滑，填土水平。2、基本方法：研究填土單元的極限平衡。8.3.2主動(dòng)土壓力1、無粘性土（）即作用點(diǎn)在距離墻底H/3處。2022/11/168.3朗肯土壓力理論8.3.1基2022/11/572、粘性土令，即可求得土壓力為零的深度則土壓力合力作用點(diǎn)在距離墻底處。2022/11/172、粘性土令，即可求得土壓力為零2022/11/58【例8-1】有一擋土墻，高5m，墻背直立、光滑、墻后填土水平。填土：，。求主動(dòng)土壓力、作用點(diǎn)、繪分布圖。解：（1）求主動(dòng)土壓力系數(shù)（2）求土壓力強(qiáng)度（不計(jì)）令繪分布圖。（3）求總主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)距墻底：2022/11/18【例8-1】有一擋土墻，高5m，墻背直立2022/11/598.3.3被動(dòng)土壓力1、無粘性土作用點(diǎn)在距離墻底處。2、粘性土作用點(diǎn)為梯形形心：（利用材力組合圖形形心坐標(biāo)公式）2022/11/198.3.3被動(dòng)土壓力1、無粘性土作用2022/11/5108.3.4有超載時(shí)的土壓力（無須折算高度）當(dāng)填土表面作用超載時(shí)，各點(diǎn)的大主應(yīng)力增加，主動(dòng)土壓力計(jì)算公式的基本形式不變。無粘性土：粘性土：【例題8-2】擋土墻高6m，墻背直立、光滑，墻后填土水平。均布荷載；填土為砂土：，。求：及作用點(diǎn)，分布圖。解：（1）

（2）

分布如圖。（3）

作用點(diǎn)：拓展：當(dāng)即有超載，填土又為粘性土?xí)r，如何求土壓力？直接利用以上公式先求2022/11/1108.3.4有超載時(shí)的土壓力（無須折2022/11/5118.3.5非均質(zhì)填土?xí)r的土壓力1、成層填土（以無粘性土為例）2、墻后填土有地下水時(shí)（成層土的特定情況）對(duì)無粘性土可采用水、土分算，如上圖所示。對(duì)于粘性土，常采用水土合算。2022/11/1118.3.5非均質(zhì)填土?xí)r的土壓力1、2022/11/512【例題8-3】擋土墻高5m，墻背直立、光滑，墻后填土水平。填土如圖。求，并繪分布圖。解：（1）

（2）

分布如圖。（3）

（作用點(diǎn)可求。）2022/11/112【例題8-3】擋土墻高5m，墻背直立、2022/11/5138.4庫倫土壓力理論8.4.1基本假設(shè)和方法1、基本假定：填土為無粘性土、破壞面為平面、滑動(dòng)土楔體為剛性體。2、基本方法：研究滑動(dòng)土楔的極限平衡。8.4.2主動(dòng)土壓力1、楔體的受力分析；2、力三角形；3、主動(dòng)土壓力推導(dǎo)；根據(jù)正弦定理：其中，

4、土壓力大小、方向、作用點(diǎn)。其中稱為主動(dòng)土壓力系數(shù)。2022/11/1138.4庫倫土壓力理論8.4.12022/11/5148.4.3被動(dòng)土壓力1、楔體的受力分析；2、力三角形；3、主動(dòng)土壓力推導(dǎo)；根據(jù)正弦定理：其中，

其中稱為被動(dòng)土壓力系數(shù)。4、土壓力大小、方向、作用點(diǎn)。注：當(dāng)均等于零時(shí)，庫侖土壓力與朗肯土壓力計(jì)算公式相同。2022/11/1148.4.3被動(dòng)土壓力1、楔體的受力分2022/11/5158.4.4粘性填土的土壓力計(jì)算擋土墻填土最好采用無黏性土，但實(shí)際填土一般都具有不同程度的黏性，有時(shí)甚至不得不用黏性很大的土。常用兩種方法確定粘性土填土?xí)r的土壓力。1、圖解法（1）求臨界深度；（2）土楔體的受力分析，作力多邊形；（3）由力系平衡求土壓力值；（4）取多個(gè)滑面進(jìn)行試算，2、規(guī)范法：式中，為主動(dòng)土壓力增大系數(shù),與H有關(guān)；2022/11/1158.4.4粘性填土的土壓力計(jì)算擋土2022/11/5168.4.5有車輛荷載時(shí)的土壓力（自學(xué)）8.5朗肯理論與庫倫理論的比較在簡單情況下（，，），兩種方法計(jì)算結(jié)果相同。1、朗肯理論概念明確、公式簡單，適用于粘性土和無粘性土、多層填土、各種超載情況。但假定墻背豎直光滑、填土水平，從而限制了應(yīng)用。由于該理論忽略了墻背與填土之間摩擦的影響，使計(jì)算的主動(dòng)土壓力偏大，被動(dòng)土壓力偏小。2、庫倫理論考慮了墻背與填土之間的摩擦，并可用于墻背傾斜、填土面傾斜的情況。該理論假設(shè)填土為無粘性土，不能用公式直接計(jì)算粘性土壓力。2022/11/1168.4.5有車輛荷載時(shí)的土壓力（自2022/11/5172022/11/1172022/11/518本章結(jié)束2022/11/118本章結(jié)束19

土壓力基本要求：掌握靜止土壓力的計(jì)算，兩種古典土壓力理論的基本假設(shè)、分析方法與理論計(jì)算；熟悉擋土墻上有超載或非均質(zhì)土?xí)r土壓力的計(jì)算；了解有車輛荷載時(shí)土壓力的計(jì)算，兩種土壓力理論的比較。1土壓力基本要求：2022/11/520本章內(nèi)容8.1概述8.2擋土墻側(cè)的土壓力8.3朗肯土壓力理論8.4庫侖土壓力理論8.5朗肯土壓力理論與庫侖土壓力理論的比較。2022/11/12本章內(nèi)容8.1概述2022/11/5218.1概述1、土壓力３、擋土墻用途。２、擋土墻設(shè)計(jì)——土壓力性質(zhì)、大小、方向、作用點(diǎn)。４、主要內(nèi)容：三種土壓力概念、靜止土壓力計(jì)算、兩種古典理論計(jì)算主動(dòng)與被動(dòng)土壓力。５、平面應(yīng)變問題。假定結(jié)構(gòu)無限長，結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、荷載及約束沿長度方向不變。計(jì)算單位長度上的土壓力。2022/11/138.1概述1、土壓力３、擋土墻用途。2022/11/5228.2擋土墻土壓力8.2.1基本概念

1、靜止土壓力，以表示。２、主動(dòng)土壓力，以表示。３、被動(dòng)土壓力，以表示。2022/11/148.2擋土墻土壓力8.2.1基本2022/11/523８.2.2

靜止土壓力

1、土壓力分布為靜止土壓力系數(shù)對(duì)于正常固結(jié)土：2、總土壓力合力的作用點(diǎn)在距離墻底處。2022/11/15８.2.2靜止土壓力1、土壓力分布2022/11/5248.3朗肯土壓力理論8.3.1基本假設(shè)與方法

1、基本假設(shè)：墻背豎直、光滑，填土水平。2、基本方法：研究填土單元的極限平衡。8.3.2主動(dòng)土壓力1、無粘性土（）即作用點(diǎn)在距離墻底H/3處。2022/11/168.3朗肯土壓力理論8.3.1基2022/11/5252、粘性土令，即可求得土壓力為零的深度則土壓力合力作用點(diǎn)在距離墻底處。2022/11/172、粘性土令，即可求得土壓力為零2022/11/526【例8-1】有一擋土墻，高5m，墻背直立、光滑、墻后填土水平。填土：，。求主動(dòng)土壓力、作用點(diǎn)、繪分布圖。解：（1）求主動(dòng)土壓力系數(shù)（2）求土壓力強(qiáng)度（不計(jì)）令繪分布圖。（3）求總主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)距墻底：2022/11/18【例8-1】有一擋土墻，高5m，墻背直立2022/11/5278.3.3被動(dòng)土壓力1、無粘性土作用點(diǎn)在距離墻底處。2、粘性土作用點(diǎn)為梯形形心：（利用材力組合圖形形心坐標(biāo)公式）2022/11/198.3.3被動(dòng)土壓力1、無粘性土作用2022/11/5288.3.4有超載時(shí)的土壓力（無須折算高度）當(dāng)填土表面作用超載時(shí)，各點(diǎn)的大主應(yīng)力增加，主動(dòng)土壓力計(jì)算公式的基本形式不變。無粘性土：粘性土：【例題8-2】擋土墻高6m，墻背直立、光滑，墻后填土水平。均布荷載；填土為砂土：，。求：及作用點(diǎn)，分布圖。解：（1）

（2）

分布如圖。（3）

作用點(diǎn)：拓展：當(dāng)即有超載，填土又為粘性土?xí)r，如何求土壓力？直接利用以上公式先求2022/11/1108.3.4有超載時(shí)的土壓力（無須折2022/11/5298.3.5非均質(zhì)填土?xí)r的土壓力1、成層填土（以無粘性土為例）2、墻后填土有地下水時(shí)（成層土的特定情況）對(duì)無粘性土可采用水、土分算，如上圖所示。對(duì)于粘性土，常采用水土合算。2022/11/1118.3.5非均質(zhì)填土?xí)r的土壓力1、2022/11/530【例題8-3】擋土墻高5m，墻背直立、光滑，墻后填土水平。填土如圖。求，并繪分布圖。解：（1）

（2）

分布如圖。（3）

（作用點(diǎn)可求。）2022/11/112【例題8-3】擋土墻高5m，墻背直立、2022/11/5318.4庫倫土壓力理論8.4.1基本假設(shè)和方法1、基本假定：填土為無粘性土、破壞面為平面、滑動(dòng)土楔體為剛性體。2、基本方法：研究滑動(dòng)土楔的極限平衡。8.4.2主動(dòng)土壓力1、楔體的受力分析；2、力三角形；3、主動(dòng)土壓力推導(dǎo)；根據(jù)正弦定理：其中，

4、土壓力大小、方向、作用點(diǎn)。其中稱為主動(dòng)土壓力系數(shù)。2022/11/1138.4庫倫土壓力理論8.4.12022/11/5328.4.3被動(dòng)土壓力1、楔體的受力分析；2、力三角形；3、主動(dòng)土壓力推導(dǎo)；根據(jù)正弦定理：其中，

其中稱為被動(dòng)土壓力系數(shù)。4、土壓力大小、方向、作用點(diǎn)。注：當(dāng)均等于零時(shí)，庫侖土壓力與朗肯土壓力計(jì)算公式相同。2022/11/1148.4.3被動(dòng)土壓力1、楔體的受力分2022/11/5338.4.4粘性填土的土壓力計(jì)算擋土墻填土最好采用無黏性土，但實(shí)際填土一般都具有不同程度的黏性，有時(shí)甚至不得不用黏性很大的土。常用兩種方法確定粘性土填土?xí)r的土壓力。1、圖解法（1）求臨界深度；（2）土楔體的受力分析，作力多邊形；（3）由力系平衡求土壓力值；（4）取多個(gè)滑面進(jìn)行試算，2、規(guī)范法：式中，為主動(dòng)土壓力增大系數(shù),與H有關(guān)；2022/11/1158.4.4粘性填土的土壓力計(jì)算擋土2022/11/5348.4.5有車輛荷載時(shí)的土壓力（自學(xué)）8.5朗肯理論與庫倫理論的比較在簡單情況下（，，），兩種方法