土力學第七章土壓力計算(不含庫侖土壓力理論)

第七章土土壓力計算內(nèi)容提提要土壓壓力力的的類類型型靜止止土土壓壓力力計計算算朗金金（（Rankine）土壓壓力力理理論論主動動土土壓壓力力計計算算被動動土土壓壓力力計計算算庫侖侖（（Coulomb）土壓壓力力理理論論主動動土土壓壓力力計計算算被動動土土壓壓力力計計算算什么么是是土土壓壓力力？什么么是是擋擋土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)物物？問題題土壓壓力力土擋土土墻墻Retainingwall土壓壓力力擋土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)物物擋土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)物物（（擋擋土土墻墻））是是一一種種人人工工構(gòu)構(gòu)筑筑物物，，廣廣泛泛應應用用于于土土木木、、水水利利和和交交通通等等工工程程領領域域。。其其作作用用為為：：支擋擋土土體體的的側(cè)側(cè)向向位位移移，，保保證證土土體體或或土土工工構(gòu)構(gòu)筑筑物物的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性；；使部部分分側(cè)側(cè)向向荷荷載載分分散散傳傳遞遞到到土土體體上上。。拱橋橋橋橋臺臺擋土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)物物土壓壓力力擋土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)物物（（擋擋土土墻墻））所所承承受受的的來來自自墻墻后后填填土土的的側(cè)側(cè)向向壓壓力力總總稱稱為為土土壓壓力力。。產(chǎn)生生土土壓壓力力的的主主要要原原因因包包括括：：土體體自自重重引引起起的的側(cè)側(cè)向向壓壓力力，，水水壓壓力力，，構(gòu)筑筑物物荷荷載載，，施施工工荷荷載載，，地地震震荷荷載載等。。一些些擋擋土土墻墻的的工工程程實實例例清華華園園甲甲所所背背面面的的擋擋土土墻墻－－漿漿砌砌塊塊石石E一些些擋擋土土墻墻的的工工程程實實例例E填土土堤岸岸擋擋土土墻墻一些些擋擋土土墻墻的的工工程程實實例例隧道道襯襯砌砌一些些擋擋土土墻墻的的工工程程實實例例E拱橋橋橋橋臺臺一些些擋擋土土墻墻的的工工程程實實例例地下室側(cè)墻E填土一些些擋擋土土墻墻的的工工程程實實例例護坡坡樁樁形形成成的的擋擋土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)本章章討討論論的的中中心心問問題題作用用在在擋擋土土墻墻上上的的土土壓壓力力的的計計算算，，包包括括：：土壓壓力力的的大大小小、、方方向向、、分分布布規(guī)規(guī)律律、、合合力力的的大大小小及及作作用用點點。。土壓壓力力的的影影響響因因素素土壓壓力力的的大大小小及及其其分分布布規(guī)規(guī)律律的的影影響響因因素素：：擋土土墻墻的的位位移移方方向向；；擋土土墻墻和和墻墻后后土土體體相相對對位位移移的的大大小??；；墻后后土土體體的的性性質(zhì)質(zhì)；；擋土土墻墻的的剛剛度度和和高高度度等等。。土壓壓力力的的三三種種類類型型根據(jù)據(jù)擋土土墻墻的的位位移移方方向向和墻后后土土體體的的應應力力狀狀態(tài)態(tài)，可可以以將將土土壓壓力力分分為為如如下下三三種種類類型型：：主動動土土壓壓力力被動動土土壓壓力力靜止止土土壓壓力力靜止止土土壓壓力力（（Earthpressureatrest）墻體體靜止止不不動動靜止止土土壓壓力力主動動土土壓壓力力（（Activeearthpressure）墻體背離填土方向向移動土壓力逐逐漸減小小土體達到到極限平平衡狀態(tài)態(tài)，土壓壓力達到到最小值值主動土壓壓力被動土壓壓力（Passiveearthpressure）墻體朝向填土方向向移動土壓力逐逐漸增大大土體達到到極限平平衡狀態(tài)態(tài)，土壓壓力達到到最大值值被動土壓壓力土壓力與與擋土墻墻位移的的關系EEpE0Ea擋土墻背背離土體體移動擋土墻朝朝向土體體移動靜止土壓壓力計算算svshshzsv土體處于于側(cè)限條條件下的的彈性平平衡狀態(tài)態(tài)靜止土壓壓力系數(shù)靜止土壓壓力計算算HH/3K0HE0Rankine土壓力理理論復習：莫莫爾—庫侖強度度理論粘性土無粘性土土Rankine土壓力理理論基本原理理認為作用用在擋土土墻上的的土壓力力就是墻墻后半無無限土體體達到極極限平衡衡狀態(tài)時時的應力力。根據(jù)土體處于于極限平平衡狀態(tài)態(tài)時的最最大和最最小主應應力的相相互關系系來建立土土壓力的的計算公公式。Rankine土壓力理理論基本假定定擋土墻墻墻背豎直直、光滑滑。土體是具具有水平平表面的的半無限限體。sxsyz土體中不不存在剪剪應力土單元體體的水平平和豎直直方向的應應力為主主應力O彈性平衡衡狀態(tài)z=1=zRankine主動土壓壓力—計算原理理x=3=K0zxmin=3=paRankine主動土壓壓力—計算原理理z=1=zO主動Rankine狀態(tài)Rankine主動土壓力力—計算原理基本計算公公式Rankine主動土壓力力系數(shù)Rankine主動土壓力力—計算方法Rankine主動土壓力力系數(shù)Rankine主動土壓力力—計算方法Ka只與內(nèi)摩擦角有關。無粘性土的的主動土壓壓力計算HH/3HKaEa粘性土的主主動土壓力力計算pa=0土自重引起起的土壓力力粘聚力引起起的負側(cè)壓壓力h0H臨界深度h0H受拉區(qū)的作用不考慮慮（H-h0)/3Ea粘性土的主主動土壓力力計算xmax=1=ppRankine被動土壓力力—計算原理被動Rankine狀態(tài)z=3=z主動Rankine狀態(tài)ORankine被動土壓力力—計算原理基本計算公公式Rankine被動土壓力力系數(shù)Rankine被動土壓力力—計算方法Rankine被動土壓力力系數(shù)Kp只與內(nèi)摩擦角有關。Rankine被動土壓力力—計算算方方法法H/3HKpHEp無粘粘性性土土的的被被動動土土壓壓力力計計算算hHEp粘性性土土的的被被動動土土壓壓力力計計算算三個個土土壓壓力力系系數(shù)數(shù)的的比比較較幾種種特特殊殊情情況況下下的的Rankine土壓壓力力計計算算填土土表表面面有有連連續(xù)續(xù)的的均均布布荷荷載載成層層填填土土墻后后填填土土中中有有地地下下水水填土土表表面面有有連連續(xù)續(xù)均均布布荷荷載載時時的的Rankine土壓壓力力計計算算H計算算方方法法：：將均均布布荷荷載載換換算算成成當當量量土土重重。。填土土表表面面有有連連續(xù)續(xù)均均布布荷荷載載時時的的Rankine土壓壓力力計計算算無粘粘性性土土的的被被動動土土壓壓力力HEp無粘粘性性土土的的主主動動土土壓壓力力HEa粘性土的主動動土壓力Hh0臨界深度成層填土時的的Rankine土壓力計算B逐層計算，各各土層由土體體自重引起的的土壓力進行行疊加。采用計算點所所在土層的粘粘聚力和內(nèi)摩摩擦角計算主主動或被動土土壓力系數(shù)。。由于各土層的的物理力學性性質(zhì)不同，在在土層分界面面上土壓力的的分布有突變變。成層填土時的的Rankine土壓力計算B成層填土時的的Rankine土壓力計算B成層填土時的的Rankine土壓力計算B成層填土時的的Rankine土壓力計算墻后填土中有有地下水時的