問題土壓力土擋土墻課件

第七章土壓力計算第七章土壓力計算1內(nèi)容提要土壓力的類型靜止土壓力計算朗金（Rankine）土壓力理論主動土壓力計算被動土壓力計算庫侖（Coulomb）土壓力理論主動土壓力計算被動土壓力計算內(nèi)容提要土壓力的類型2什么是土壓力？什么是擋土結構物？問題什么是土壓力？什么是擋土結構物？問題3土壓力土擋土墻Retainingwall土壓力土壓力土擋土墻Retainingwall土壓力問題土壓力土擋土墻課件5擋土結構物擋土結構物（擋土墻）是一種人工構筑物，廣泛應用于土木、水利和交通等工程領域。其作用為：支擋土體的側向位移，保證土體或土工構筑物的穩(wěn)定性；使部分側向荷載分散傳遞到土體上。擋土結構物擋土結構物（擋土墻）是一種人工構筑物，廣泛6拱橋橋臺擋土結構物拱橋橋臺擋土結構物7土壓力擋土結構物（擋土墻）所承受的來自墻后填土的側向壓力總稱為土壓力。產(chǎn)生土壓力的主要原因包括：土體自重引起的側向壓力，水壓力，構筑物荷載，施工荷載，地震荷載等。土壓力擋土結構物（擋土墻）所承受的來自墻后填土的側向壓力8一些擋土墻的工程實例清華園甲所背面的擋土墻－漿砌塊石E一些擋土墻的工程實例清華園甲所背面的擋土墻－漿砌塊石E9一些擋土墻的工程實例E填土堤岸擋土墻一些擋土墻的工程實例E填土堤岸擋土墻10一些擋土墻的工程實例隧道襯砌一些擋土墻的工程實例隧道襯砌11一些擋土墻的工程實例E拱橋橋臺一些擋土墻的工程實例E拱橋橋臺12一些擋土墻的工程實例地下室側墻E填土一些擋土墻的工程實例地下室側墻E填土13一些擋土墻的工程實例護坡樁形成的擋土結構一些擋土墻的工程實例護坡樁形成的擋土結構14本章討論的中心問題作用在擋土墻上的土壓力的計算，包括：土壓力的大小、方向、分布規(guī)律、合力的大小及作用點。本章討論的中心問題作用在擋土墻上的土壓力的計算，包括：15土壓力的影響因素土壓力的大小及其分布規(guī)律的影響因素：擋土墻的位移方向；擋土墻和墻后土體相對位移的大小；墻后土體的性質；擋土墻的剛度和高度等。土壓力的影響因素土壓力的大小及其分布規(guī)律的影響因素：16土壓力的三種類型

根據(jù)擋土墻的位移方向和墻后土體的應力狀態(tài)，可以將土壓力分為如下三種類型：主動土壓力被動土壓力靜止土壓力土壓力的三種類型根據(jù)擋土墻的位移方向和墻后土體的應17靜止土壓力（Earthpressureatrest）墻體靜止不動靜止土壓力靜止土壓力（Earthpressureatrest）墻18主動土壓力（Activeearthpressure）墻體背離填土方向移動土壓力逐漸減小土體達到極限平衡狀態(tài)，土壓力達到最小值主動土壓力主動土壓力（Activeearthpressure）墻體19被動土壓力（Passiveearthpressure）墻體朝向填土方向移動土壓力逐漸增大土體達到極限平衡狀態(tài)，土壓力達到最大值被動土壓力被動土壓力（Passiveearthpressure）墻20土壓力與擋土墻位移的關系EEpE0Ea擋土墻背離土體移動擋土墻朝向土體移動土壓力與擋土墻位移的關系EEpE0Ea擋土墻背離土體移動擋土21靜止土壓力計算svshshzsv土體處于側限條件下的彈性平衡狀態(tài)

靜止土壓力系數(shù)靜止土壓力計算svshshzsv土體處于側限條件下的彈性22靜止土壓力計算HH/3K0HE0靜止土壓力計算HH/3K0HE023Rankine土壓力理論Rankine土壓力理論24復習：莫爾—庫侖強度理論粘性土無粘性土復習：莫爾—庫侖強度理論粘性土無粘性土25Rankine土壓力理論基本原理認為作用在擋土墻上的土壓力就是墻后半無限土體達到極限平衡狀態(tài)時的應力。根據(jù)土體處于極限平衡狀態(tài)時的最大和最小主應力的相互關系來建立土壓力的計算公式。Rankine土壓力理論基本原理26Rankine土壓力理論基本假定擋土墻墻背豎直、光滑。土體是具有水平表面的半無限體。szsxz土體中不存在剪應力土單元體的水平和豎直方向的應力為主應力Rankine土壓力理論基本假定szsxz土體中不存在剪應力27O彈性平衡狀態(tài)z=1=zRankine主動土壓力—計算原理x=3=K0zO彈性平衡狀態(tài)z=1=zRankine主動土壓力—計28xmin=3=paRankine主動土壓力—計算原理z=1=zO主動Rankine狀態(tài)xmin=3=paRankine主動土壓力—計算原理29Rankine主動土壓力—計算原理Rankine主動土壓力—計算原理30基本計算公式Rankine主動土壓力系數(shù)Rankine主動土壓力—計算方法基本計算公式Rankine主動土壓力系數(shù)Rankine主動土31Rankine主動土壓力系數(shù)Rankine主動土壓力—計算方法Ka只與內(nèi)摩擦角有關。Rankine主動土壓力系數(shù)Rankine主動土壓力—計算方32無粘性土的主動土壓力計算HH/3HKaEa無粘性土的主動土壓力計算HH/3HKaEa33粘性土的主動土壓力計算pa=0土自重引起的土壓力粘聚力引起的負側壓力h0H臨界深度粘性土的主動土壓力計算pa=0土自重引起的土壓力粘聚力引起的34h0H受拉區(qū)的作用不考慮（H-h0)/3Ea粘性土的主動土壓力計算h0H受拉區(qū)的（H-h0)/3Ea粘性土的主動土壓力計算35xmax=1=ppRankine被動土壓力—計算原理被動Rankine狀態(tài)z=3=z主動Rankine狀態(tài)Oxmax=1=ppRankine被動土壓力—計算原理被動36Rankine被動土壓力—計算原理Rankine被動土壓力—計算原理37基本計算公式Rankine被動土壓力系數(shù)Rankine被動土壓力—計算方法基本計算公式Rankine被動土壓力系數(shù)Rankine被動土38Rankine被動土壓力系數(shù)Kp只與內(nèi)摩擦角有關。Rankine被動土壓力—計算方法Rankine被動土壓力系數(shù)Kp只與內(nèi)摩擦角有關。Ra39H/3HKpHEp無粘性土的被動土壓力計算H/3HKpHEp無粘性土的被動土壓力計算40hHEp粘性土的被動土壓力計算hHEp粘性土的被動土壓力計算41三個土壓力系數(shù)的比較三個土壓力系數(shù)的比較42幾種特殊情況下的Rankine土壓力計算填土表面有連續(xù)的均布荷載成層填土墻后填土中有地下水幾種特殊情況下的Rankine土壓力計算填土表面有連續(xù)的均布43填土表面有連續(xù)均布荷載時

的Rankine土壓力計算H填土表面有連續(xù)均布荷載時

的Rankine土壓力計算H44計算方法：將均布荷載換算成當量土重。填土表面有連續(xù)均布荷載時

的Rankine土壓力計算計算方法：填土表面有連續(xù)均布荷載時

的Rankine土壓力45無粘性土的被動土壓力HEp無粘性土的被動土壓力HEp46無粘性土的主動土壓力HEa無粘性土的主動土壓力HEa47粘性土的主動土壓力Hh0臨界深度粘性土的主動土壓力Hh0臨界深度48成層填土時的Rankine土壓力計算B成層填土時的Rankine土壓力計算B49逐層計算，各土層由土體自重引起的土壓力進行疊加。采用計算點所在土層的粘聚力和內(nèi)摩擦角計算主動或被動土壓力系數(shù)。由于各土層的物理力學性質不同，在土層分界面上土壓力的分布有突變。成層填土時的Rankine土壓力計算逐層計算，各土層由土體自重引起的土壓力進行疊加。成層填土時的50B成層填土時的Rankine土壓力計算B成層填土時的Rankine土壓力計算51B成層填土時的Rankine土壓力計算B成層填土時的Rankine土壓力計算52B成層填土時的Rankine土壓力計算B成層填土時的Rankine土壓力計算53墻后填土中有地下水時

的Rankine土壓力計算B墻后填土中有地下水時

的Rankine土壓力計算B54墻后填土中有地下水時

的Rankine土壓力計算水土分算法適用于墻后填土為砂土和粉土的情況。采用有效重度計算土壓力，按照靜壓力計算水壓力。墻后填土中有地下水時

的Rankine土壓力計算水土分算法55墻后填土中有地下水時

的Rankine土壓力計算水土合算法適用于墻后填土為粘性土的情況。采用飽和重度計算總的水土壓力。墻后填土中有地下水時

的Rankine土壓力計算水土合算法56例題7.1應用Rankine理論計算如圖所示擋土墻的主動土壓力。例題7.1應用Rankine理論計算如圖所示擋土墻的主動57擋土墻的墻背傾斜？如何計算擋土墻的土壓力問題擋土墻的墻背粗糙擋土墻后的填土面非水平擋土墻的墻背傾斜？如何計算擋土墻的土壓力問題擋土墻的58庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論59基本假定擋土墻墻后的填土是均勻的砂性土。墻后土體達到極限平衡狀態(tài)。土體的滑動面是通過墻腳的平面?；瑒油馏w是剛體。庫侖土壓力理論基本假定庫侖土壓力理論60庫侖土壓力理論基本原理取滑動土體為隔離體，根據(jù)滑動土體的靜力平衡條件來建立土壓力的計算公式。庫侖土壓力理論基本原理61庫侖主動土壓力計算GABCRQ=EaHT2T1N1N2ED庫侖主動土壓力計算GABCRQ=EaHT2T1N1N2E62庫侖主動土壓力計算庫侖主動土壓力計算63庫侖主動土壓力計算GABCRQ=EaHT2T1N1N2EDRQG庫侖主動土壓力計算GABCRQ=EaHT2T1N1N2E64庫侖主動土壓力計算RQG庫侖主動土壓力計算RQG65庫侖主動土壓力計算庫侖主動土壓力系數(shù)表

7-1庫侖主動土壓力計算庫侖主動土壓力系數(shù)66庫侖主動土壓力計算Rankine土壓力理論是庫侖土壓力理論的特殊情況。特例填土面水平墻背豎直墻背光滑庫侖主動土壓力計算Rankine土壓力理論是特例填土面水67庫侖主動土壓力計算EaH/3HKaHEaEaxEay庫侖主動土壓力計算EaH/3HKaHEaEaxEay68庫侖被動土壓力計算GABCRQ=EpHT2T1N1N2ERQG庫侖被動土壓力計算GABCRQ=EpHT2T1N1N2E69庫侖被動土壓力計算RQG庫侖被動土壓力計算RQG70庫侖被動土壓力計算庫侖被動土壓力系數(shù)庫侖被動土壓力計算庫侖被動土壓力系數(shù)71第七章土壓力計算第七章土壓力計算72內(nèi)容提要土壓力的類型靜止土壓力計算朗金（Rankine）土壓力理論主動土壓力計算被動土壓力計算庫侖（Coulomb）土壓力理論主動土壓力計算被動土壓力計算內(nèi)容提要土壓力的類型73什么是土壓力？什么是擋土結構物？問題什么是土壓力？什么是擋土結構物？問題74土壓力土擋土墻Retainingwall土壓力土壓力土擋土墻Retainingwall土壓力問題土壓力土擋土墻課件76擋土結構物擋土結構物（擋土墻）是一種人工構筑物，廣泛應用于土木、水利和交通等工程領域。其作用為：支擋土體的側向位移，保證土體或土工構筑物的穩(wěn)定性；使部分側向荷載分散傳遞到土體上。擋土結構物擋土結構物（擋土墻）是一種人工構筑物，廣泛77拱橋橋臺擋土結構物拱橋橋臺擋土結構物78土壓力擋土結構物（擋土墻）所承受的來自墻后填土的側向壓力總稱為土壓力。產(chǎn)生土壓力的主要原因包括：土體自重引起的側向壓力，水壓力，構筑物荷載，施工荷載，地震荷載等。土壓力擋土結構物（擋土墻）所承受的來自墻后填土的側向壓力79一些擋土墻的工程實例清華園甲所背面的擋土墻－漿砌塊石E一些擋土墻的工程實例清華園甲所背面的擋土墻－漿砌塊石E80一些擋土墻的工程實例E填土堤岸擋土墻一些擋土墻的工程實例E填土堤岸擋土墻81一些擋土墻的工程實例隧道襯砌一些擋土墻的工程實例隧道襯砌82一些擋土墻的工程實例E拱橋橋臺一些擋土墻的工程實例E拱橋橋臺83一些擋土墻的工程實例地下室側墻E填土一些擋土墻的工程實例地下室側墻E填土84一些擋土墻的工程實例護坡樁形成的擋土結構一些擋土墻的工程實例護坡樁形成的擋土結構85本章討論的中心問題作用在擋土墻上的土壓力的計算，包括：土壓力的大小、方向、分布規(guī)律、合力的大小及作用點。本章討論的中心問題作用在擋土墻上的土壓力的計算，包括：86土壓力的影響因素土壓力的大小及其分布規(guī)律的影響因素：擋土墻的位移方向；擋土墻和墻后土體相對位移的大??；墻后土體的性質；擋土墻的剛度和高度等。土壓力的影響因素土壓力的大小及其分布規(guī)律的影響因素：87土壓力的三種類型

根據(jù)擋土墻的位移方向和墻后土體的應力狀態(tài)，可以將土壓力分為如下三種類型：主動土壓力被動土壓力靜止土壓力土壓力的三種類型根據(jù)擋土墻的位移方向和墻后土體的應88靜止土壓力（Earthpressureatrest）墻體靜止不動靜止土壓力靜止土壓力（Earthpressureatrest）墻89主動土壓力（Activeearthpressure）墻體背離填土方向移動土壓力逐漸減小土體達到極限平衡狀態(tài)，土壓力達到最小值主動土壓力主動土壓力（Activeearthpressure）墻體90被動土壓力（Passiveearthpressure）墻體朝向填土方向移動土壓力逐漸增大土體達到極限平衡狀態(tài)，土壓力達到最大值被動土壓力被動土壓力（Passiveearthpressure）墻91土壓力與擋土墻位移的關系EEpE0Ea擋土墻背離土體移動擋土墻朝向土體移動土壓力與擋土墻位移的關系EEpE0Ea擋土墻背離土體移動擋土92靜止土壓力計算svshshzsv土體處于側限條件下的彈性平衡狀態(tài)

靜止土壓力系數(shù)靜止土壓力計算svshshzsv土體處于側限條件下的彈性93靜止土壓力計算HH/3K0HE0靜止土壓力計算HH/3K0HE094Rankine土壓力理論Rankine土壓力理論95復習：莫爾—庫侖強度理論粘性土無粘性土復習：莫爾—庫侖強度理論粘性土無粘性土96Rankine土壓力理論基本原理認為作用在擋土墻上的土壓力就是墻后半無限土體達到極限平衡狀態(tài)時的應力。根據(jù)土體處于極限平衡狀態(tài)時的最大和最小主應力的相互關系來建立土壓力的計算公式。Rankine土壓力理論基本原理97Rankine土壓力理論基本假定擋土墻墻背豎直、光滑。土體是具有水平表面的半無限體。szsxz土體中不存在剪應力土單元體的水平和豎直方向的應力為主應力Rankine土壓力理論基本假定szsxz土體中不存在剪應力98O彈性平衡狀態(tài)z=1=zRankine主動土壓力—計算原理x=3=K0zO彈性平衡狀態(tài)z=1=zRankine主動土壓力—計99xmin=3=paRankine主動土壓力—計算原理z=1=zO主動Rankine狀態(tài)xmin=3=paRankine主動土壓力—計算原理100Rankine主動土壓力—計算原理Rankine主動土壓力—計算原理101基本計算公式Rankine主動土壓力系數(shù)Rankine主動土壓力—計算方法基本計算公式Rankine主動土壓力系數(shù)Rankine主動土102Rankine主動土壓力系數(shù)Rankine主動土壓力—計算方法Ka只與內(nèi)摩擦角有關。Rankine主動土壓力系數(shù)Rankine主動土壓力—計算方103無粘性土的主動土壓力計算HH/3HKaEa無粘性土的主動土壓力計算HH/3HKaEa104粘性土的主動土壓力計算pa=0土自重引起的土壓力粘聚力引起的負側壓力h0H臨界深度粘性土的主動土壓力計算pa=0土自重引起的土壓力粘聚力引起的105h0H受拉區(qū)的作用不考慮（H-h0)/3Ea粘性土的主動土壓力計算h0H受拉區(qū)的（H-h0)/3Ea粘性土的主動土壓力計算106xmax=1=ppRankine被動土壓力—計算原理被動Rankine狀態(tài)z=3=z主動Rankine狀態(tài)Oxmax=1=ppRankine被動土壓力—計算原理被動107Rankine被動土壓力—計算原理Rankine被動土壓力—計算原理108基本計算公式Rankine被動土壓力系數(shù)Rankine被動土壓力—計算方法基本計算公式Rankine被動土壓力系數(shù)Rankine被動土109Rankine被動土壓力系數(shù)Kp只與內(nèi)摩擦角有關。Rankine被動土壓力—計算方法Rankine被動土壓力系數(shù)Kp只與內(nèi)摩擦角有關。Ra110H/3HKpHEp無粘性土的被動土壓力計算H/3HKpHEp無粘性土的被動土壓力計算111hHEp粘性土的被動土壓力計算hHEp粘性土的被動土壓力計算112三個土壓力系數(shù)的比較三個土壓力系數(shù)的比較113幾種特殊情況下的Rankine土壓力計算填土表面有連續(xù)的均布荷載成層填土墻后填土中有地下水幾種特殊情況下的Rankine土壓力計算填土表面有連續(xù)的均布114填土表面有連續(xù)均布荷載時

的Rankine土壓力計算H填土表面有連續(xù)均布荷載時

的Rankine土壓力計算H115計算方法：將均布荷載換算成當量土重。填土表面有連續(xù)均布荷載時

的Rankine土壓力計算計算方法：填土表面有連續(xù)均布荷載時

的Rankine土壓力116無粘性土的被動土壓力HEp無粘性土的被動土壓力HEp117無粘性土的主動土壓力HEa無粘性土的主動土壓力HEa118粘性土的主動土壓力Hh0臨界深度粘性土的主動土壓力Hh0臨界深度119成層填土時的Rankine土壓力計算B成層填土時的Rankine土壓力計算B120逐層計算，各土層由土體自重引起的土壓力進行疊加。采用計算點所在土層的粘聚力和內(nèi)摩擦角計算主動或被動土壓力系數(shù)。由于各土層的物理力學性質不同，在土層分界面上土壓力的分布有突變。成層填土時的Rankine土壓力計算逐層計算，各土層由土體自重引起的土壓力進行疊加。成層填土時的121B成層填土時的Rankine土壓力計算B成層填土時的Rankine土壓力計算122B成層填土時的Rankine土壓力計算B成層填土時的Rankine土壓力計算123B成層填土時的Rankine土壓力計算B成層填土時的Rankine土壓力計算124墻后填土中有地下水時

的Rankine土壓力計算B墻后填土中有地下水時

的Rankine土壓力計算B125墻后填土中有地下水時

的Rankine土壓力計算水土分算法適用于墻后填土為砂土和粉土的情況。采用有效重度計算土壓力，按照靜壓力計算水壓力。墻后填土中有地下水時

的Rankine土壓力計算水土分算法126墻后填土中有地下水時

的Rankine土壓力計算水土合算法適用于墻后填土為粘性土的情況。采用飽和重度計算總的水土壓力。墻后填土中有地下水時