PPT擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力

擋土結(jié)構(gòu)物物上的土壓壓力概述在港口、水水利、路橋橋及房屋建建筑等工程程中，擋土土結(jié)構(gòu)物（（擋土墻））是一種常常見的建筑筑物。擋土結(jié)構(gòu)物物的作用是是用來擋住住墻后的填填土并承受受來自填土土的壓力。。土體作用在在擋土結(jié)構(gòu)構(gòu)物上的壓壓力稱為土土壓力本章的任務(wù)務(wù)是討論土土壓力的大大小和分布布規(guī)律的確確定方法概述概述概述概述概述概述概述位移對(duì)土壓壓力的影響響及三種土土壓力土壓力的大大小和分布布規(guī)律不僅僅與擋土墻墻的高度、、填土的性性質(zhì)有關(guān)還還與擋土墻墻的剛度及及其位移關(guān)關(guān)系密切主動(dòng)被動(dòng)位移對(duì)土壓壓力的影響響及三種土土壓力靜止土壓力力E0擋土墻為剛剛性不動(dòng)時(shí)時(shí)，土處于于靜止?fàn)顟B(tài)態(tài)不產(chǎn)生位位移和變形形，此時(shí)作作用在擋土土墻上的土土壓力。主動(dòng)土壓力力Ea擋土墻背離離填土方向向轉(zhuǎn)動(dòng)或移移動(dòng)時(shí)，隨隨著位移量量的逐漸增增加，墻后后土體受到到的土壓力力逐漸減小小，當(dāng)墻后后填土達(dá)到到極限平衡衡狀態(tài)時(shí)，，土壓力降降為最小值值，這是作作用在擋土土墻上的土土壓力。被動(dòng)土壓力力Ep擋土墻向著著填土方向向轉(zhuǎn)動(dòng)或移移動(dòng)時(shí)，隨隨著位移量量的逐漸增增加，墻后后土體受到到擠壓而引引起土壓力力逐漸增大大，當(dāng)墻后后填土達(dá)到到極限平衡衡狀態(tài)時(shí)，，土壓力增增大為最大大值，這是是作用在擋擋土墻上的的土壓力。。靜止土壓力力計(jì)算靜止土壓力力只發(fā)生在在擋土墻為為剛性，強(qiáng)強(qiáng)體不發(fā)生生任何位移移的情況，，實(shí)際工程程中，作用用在深基礎(chǔ)礎(chǔ)側(cè)墻或者者U形橋臺(tái)上土土壓力，可可近似看作作靜止土壓壓力。按照水平向向自重應(yīng)力力的計(jì)算公公式確定靜止土壓力力計(jì)算若墻后填土土為均勻體體，則單位位面積上靜靜止土壓力力為靜止土壓力力合力為1/3H靜止土壓力力計(jì)算若墻后填土土中有地下下水，則計(jì)計(jì)算靜止土土壓力時(shí)，，水中土的的重度應(yīng)取取浮重度形心1/3H2靜止土壓力力計(jì)算靜止土壓力力計(jì)算的關(guān)關(guān)鍵是靜止止側(cè)壓力系系數(shù)的確定定。K0可由室內(nèi)的的或現(xiàn)場(chǎng)的的靜止側(cè)壓壓力試驗(yàn)來來測(cè)定。對(duì)于砂或正正常固結(jié)的的粘土，可可根據(jù)有效效內(nèi)摩擦角角來確定朗肯土壓力力理論Rankine土壓力理論論和Coulomb土壓力理論論是計(jì)算主主動(dòng)土壓力力和被動(dòng)土土壓力的兩兩種基本理理論。Rankine土壓力理論論的基本原原理和基本本假定基本原理認(rèn)為墻后填填土達(dá)到極極限平衡狀狀態(tài)時(shí)，與與墻背接觸觸的任一土土單元體都都處于極限限平衡狀態(tài)態(tài)，然后根根據(jù)土單元元體處于極極限平衡狀狀態(tài)時(shí)應(yīng)力力所滿足的的條件來建建立土壓力力的計(jì)算公公式基本假定土體是具有有水平表面面的半無限限體，墻背背豎直光滑滑，采用這這樣假定的的目的是控控制墻后單單元體在水水平和豎直直方向的主主應(yīng)力方向向。Rankine土壓力理論論的基本原原理和基本本假定Rankine土壓力理論論的基本原原理和基本本假定AOτσ主動(dòng)狀態(tài)被動(dòng)狀態(tài)σxmin=eaσx=K0σzσzσxmax=epRankine土壓力理論論的基本原原理和基本本假定Rankine主動(dòng)土壓力力計(jì)算基本計(jì)算公公式（5－8）朗肯理論的的主動(dòng)土壓壓力系數(shù)無粘性土的的主動(dòng)土壓壓力計(jì)算無粘性土的的主動(dòng)土壓壓力計(jì)算粘性土的主主動(dòng)土壓力力計(jì)算ea=0粘性土的主主動(dòng)土壓力力計(jì)算有均布荷載載時(shí)粘性土土的主動(dòng)土土壓力粘性土的主主動(dòng)土壓力力計(jì)算有荷載出現(xiàn)拉力區(qū)區(qū)不出現(xiàn)拉力力區(qū)Rankine被動(dòng)土壓力力計(jì)算基本計(jì)算公公式（5－8）無粘性土被被動(dòng)土壓力力的計(jì)算無粘性土被被動(dòng)土壓力力的計(jì)算粘性性土土被被動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力的的計(jì)計(jì)算算粘性性土土被被動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力的的計(jì)計(jì)算算填土土中中有有地地下下水水時(shí)時(shí)的的土土壓壓力力計(jì)計(jì)算算當(dāng)墻墻后后填填土土中中有有水水時(shí)時(shí)，，需需考考慮慮地地下下水水位位以以下下的的填填土土由由于于浮浮力力作作用用使使有有效效重重量量減減輕輕引引起起的的土土壓壓力力減減小小，，水水下下填填土土部部分分采采用用浮浮容容重重進(jìn)進(jìn)行行計(jì)計(jì)算算。。在計(jì)計(jì)算算作作用用在在墻墻背背上上的的總總壓壓力力中中應(yīng)應(yīng)包包括括水水壓壓力力的的作作用用。。填土土中中有有地地下下水水時(shí)時(shí)的的土土壓壓力力計(jì)計(jì)算算填土土為為成成層層土土?xí)r時(shí)的的土土壓壓力力計(jì)計(jì)算算由于于各各層層填填土土重重度度不不同同，，使使得得填填土土豎豎向向應(yīng)應(yīng)力力分分布布在在土土層層交交界界面面上上出出現(xiàn)現(xiàn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折折由于于各各層層填填土土粘粘聚聚力力和和內(nèi)內(nèi)摩摩擦擦角角不不同同，，所所以以在在計(jì)計(jì)算算主主動(dòng)動(dòng)或或被被動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力系系數(shù)數(shù)時(shí)時(shí)，，需需采采用用計(jì)計(jì)算算點(diǎn)點(diǎn)所所在在土土層層的的粘粘聚聚力力和和內(nèi)內(nèi)摩摩擦擦角角填土土為為成成層層土土?xí)r時(shí)的的土土壓壓力力計(jì)計(jì)算算庫侖侖土土壓壓力力理理論論以整整個(gè)個(gè)滑滑動(dòng)動(dòng)土土體體上上力力的的平平衡衡條條件件來來確確定定土土壓壓力力填土AφBDCE無粘粘性性土土主主動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力的的計(jì)計(jì)算算無粘粘性性土土主主動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力的的計(jì)計(jì)算算正弦弦定定律律計(jì)算算自自重重?zé)o粘粘性性土土主主動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力的的計(jì)計(jì)算算主動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力是是假假定定一一系系列列破破壞壞面面計(jì)計(jì)算算出出的的土土壓壓力力中中的的最最大大值值無粘粘性性土土主主動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力的的計(jì)計(jì)算算無粘粘性性土土被被動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力的的計(jì)計(jì)算算無粘粘性性土土被被動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力的的計(jì)計(jì)算算W代入入無粘粘性性土土被被動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力的的計(jì)計(jì)算算當(dāng)擋擋土土墻墻向向填填土土方方向向擠擠壓壓時(shí)時(shí)，，最最危危險(xiǎn)險(xiǎn)滑滑動(dòng)動(dòng)面面上上的的P值一一定定是是最最小小的的，，因因?yàn)闉榇藭r(shí)時(shí)滑滑動(dòng)動(dòng)土土體體所所受受阻阻力力最最小小，，最最容容易易被被向向上上推推出出，，所所以以作作用用在在墻墻背背上上的的被被動(dòng)土土壓壓力力EP值，，應(yīng)應(yīng)是是假假定定一一系系列列破破壞壞面面上上計(jì)計(jì)算算出出的的土土壓壓力力最最小小值值Pmin庫爾爾曼曼圖圖解解法法上述述的的庫庫侖侖土土壓壓力力計(jì)計(jì)算算是是基基于于填填土土表表面面為為平平面面的的假假定定建建立立的的，，若若填填土土的的表表面面不不是是平平面面，，而而是是折折線線或或曲曲線線時(shí)時(shí)，，就就不不能能應(yīng)應(yīng)用用前前述述解解析析解解直直接接計(jì)計(jì)算算，，此此時(shí)時(shí)可可以以用用圖圖解解法法。。庫爾曼圖解解法庫爾曼圖解解法填土FφAL90-ε-φ0C1W1n1m1有超載所用用時(shí)的土壓壓力計(jì)算在建立滑動(dòng)動(dòng)土體的主主動(dòng)或被動(dòng)動(dòng)極限平衡衡條件時(shí)，，需增加一一個(gè)方向豎豎直向下的的力的作用用，其大小小等于q與滑塊表面面長(zhǎng)度的乘乘積有超載所用用時(shí)的土壓壓力計(jì)算有超載所用用時(shí)的土壓壓力計(jì)算粘性填土的的土壓力粘性填土與與無粘性填填土相比，，抗剪強(qiáng)度度中包括粘粘聚力的貢貢獻(xiàn)，因此此采用庫侖侖土壓力理理論對(duì)滑動(dòng)動(dòng)塊體進(jìn)行行受力分析析時(shí)，當(dāng)墻墻后填土達(dá)達(dá)到極限平平衡狀態(tài)時(shí)時(shí)，力矢多多邊形需考考慮墻背面面和滑動(dòng)面面上粘聚力力。粘性填土的的庫侖土壓壓力確定可可采用試算算圖解法粘性填土的的土壓力對(duì)于工程實(shí)實(shí)際中粘性性填土問題題，往往采采用等代內(nèi)內(nèi)摩擦角法法，不直接接考慮粘性性填土粘聚聚力的影響響，而是用用一個(gè)等代代內(nèi)摩擦角角來代替粘粘土的兩個(gè)個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)，然后再再按無粘性性填土問題題求解。填土中有地地下水時(shí)土土壓力的計(jì)計(jì)算在計(jì)算水下下土體重量量時(shí)，應(yīng)采采用浮容重重進(jìn)行計(jì)算算?？紤]水的存存在引起土土的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度的降低低考慮水壓力力的作用如果墻后填填土中有穩(wěn)穩(wěn)定滲流，，那么在建建立滑動(dòng)土土體靜力平平衡條件時(shí)時(shí)，還應(yīng)考考慮滲流力力的作用。。土壓力問題題的討論朗肯與庫侖侖土壓力理理論存在的的主要問題題三種典型土土壓力理論論在實(shí)際工工程中的應(yīng)應(yīng)用擋土墻位移移對(duì)土壓力力分布的影影響朗肯與庫侖侖土壓力理理論存在的的主要問題題朗肯理論基基于土單元元體的應(yīng)力力極限平衡衡條件來建建立，采用用的假定是是墻背豎直直光滑，填填土面為水水平，其計(jì)計(jì)算結(jié)果偏偏于保守。。庫侖土壓力力理論基于于滑動(dòng)塊體體的靜力平平衡條件來來建立，采采用的假定定是破壞面面為平面。。但當(dāng)墻背背與填土的的摩擦角較較大時(shí)，在在土體中產(chǎn)產(chǎn)生的滑動(dòng)動(dòng)面往往是是一個(gè)曲面面，會(huì)產(chǎn)生生較大的誤誤差被動(dòng)土壓力力的計(jì)算常常采用朗肯肯理論朗肯與庫侖侖土壓力理理論存在的的主要問題題在實(shí)際工程程中，當(dāng)墻墻背傾斜角角較大超過過一定范圍圍后，滑動(dòng)動(dòng)塊體不會(huì)會(huì)沿墻背滑滑動(dòng)，而是是沿著途中中某一平面面滑動(dòng)，即即產(chǎn)生所謂謂的第二滑滑裂面三種典型土土壓力在實(shí)實(shí)際工程中中的應(yīng)用擋土墻位移移對(duì)土壓力力分布的影影響擋土墻下端端不動(dòng)，上上端向外移移動(dòng)，無論論位移多少少，作用在在墻背上的的壓力都按按直線分布布。當(dāng)墻上上端的移動(dòng)動(dòng)達(dá)到一定定數(shù)值后，，墻后填土土?xí)l(fā)生主主動(dòng)破壞，，此時(shí)作用用在墻上的的土壓力稱稱為主動(dòng)土土壓力。擋土墻位移移對(duì)土壓力力分布