巖土力學(xué)-第六章?lián)跬两Y(jié)構(gòu)物上的土壓力雙語(yǔ)課件

第六章?lián)跬两Y(jié)構(gòu)物上的土壓力

Chapter6LateralPressurebetweenasoilmassandanadjoiningearth-structure.

第一節(jié)概述6.1Induction

Thischapterdealswiththemagnitudeanddistributionoflateralpressurebetweenasoilmassandanadjoiningearth-retainingstructure(擋土結(jié)構(gòu)物,俗稱擋土墻).擋土墻的結(jié)構(gòu)型式2/7/20231課件一、擋土墻的結(jié)構(gòu)類型對(duì)土壓力分布的影響Theinfluenceofstructuretypesofearth-retainingwalloncdistribution(一)、剛性擋土墻（rigidearth-retainingwall）用磚、石、混凝土所筑成，斷面較大。圖6-2剛性擋土墻背上壓力分布圖6-3柔性擋土墻背上壓力分布2/7/20232課件

(二)、柔性擋土墻（flexibleearth-retainingwall）（三）臨時(shí)支撐（temporarybrace）一基坑壁圍護(hù)時(shí)采用由橫板、立柱和支撐組成二、墻體位移與土壓類型（剛性土壓力）Walldisplacementandlateralearthpressuretypes（一）靜止土壓力(stilllateralpressure)擋土墻的剛度很大，在土壓力作用下墻處于靜止不動(dòng)的狀態(tài)，即位移為零，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)。使擋土墻保持靜止的條件（1）墻身尺寸足夠大（2）墻身砼與基巖牢固地聯(lián)結(jié)在一起（3）擋土墻地基不產(chǎn)生不均勻沉降

2/7/20233課件結(jié)論：墻體位移對(duì)土壓力影響：圖6-6①E0屬于彈性狀態(tài)土壓力，可用彈性理論計(jì)算；Ea、Ep則屬于極限平衡狀態(tài)土壓力，用以抗剪強(qiáng)度和極限平衡理論為基礎(chǔ)的古典郎土壓力理論——肯土壓力理論和庫(kù)倫土壓力理論計(jì)算；②圖6-6墻體位移與土壓力關(guān)系曲線2/7/20235課件三、影響土壓力的因素Thefactorsofinfluencinglateralearthpressure（1）擋土墻的高度，結(jié)構(gòu)型式，墻背形狀（傾斜、俯斜或垂直）和光滑程度；（2）擋土墻的位移方向（向前、向后、靜止不動(dòng)）和位移量的大??；（3）墻后填土表面的形狀（水平、向上傾斜、向下傾斜）及荷載作用情況（集中荷載，均布荷載或任意分布荷載）（4）墻土的物理力學(xué)性質(zhì)，包括填土的容重，包括含水量w，內(nèi)磨擦角和粘聚力c等。2/7/20236課件第二節(jié)靜止土壓力的計(jì)算

6.4TheCalculationofearthpressureatrest一、靜止土壓力(earthpressureatrest)半無限彈性的應(yīng)力狀態(tài)求解（靜止土壓力強(qiáng)度）（KPa）2/7/20237課件第三節(jié)朗肯土壓力理論

6.3Rankine’sTheoryofEarthPressure

一、基本原理(basicprinciples)圖6-9，6-102/7/20239課件二、水平填土面上的朗肯土壓力TheRankine’searthpressureonthelevelfillsurface假設(shè):（1）墻體為剛性體 （2）墻背垂直，光滑

Considerasemi-infinitemassofsoilwithahorizontalSurfaceandhavingaverticalboundaryformedbyasmoothwallsurfaceextendingtosemi-infinitedepth,asrepresentedinFig6-9.Thesoilisassumedtobehomogeneous（均勻）andisotopic（各向同性）.（一）主動(dòng)土壓力（Activeearthpressure）1．無粘性土(none-cohesivesoil)C=0，由（5-14）

2/7/202310課件2．粘性土(cohesivesoil)將代入得（6-7）（6-6）2/7/202311課件（二）被動(dòng)土壓力（Passiveearthpressure）1．無粘性土(none-cohesivesoil)將代入——被動(dòng)土壓力系數(shù)合力：（圖6-13）2/7/202313課件1．粘性土(cohesivesoil)同理將

代入得合力：（圖6-14）2/7/202314課件（二）應(yīng)力法求解無粘性土主動(dòng)土壓力

Tocalculatetheactiveearthpressurebystressmethod①∵

故ac面上正應(yīng)力

即為A點(diǎn)，畫出與水平成在座標(biāo)系上作點(diǎn)2/7/202315課件故B點(diǎn)代表單元體豎直面上應(yīng)力，即根據(jù)幾何關(guān)系可推出：

可以看出，當(dāng)=0時(shí)，簡(jiǎn)寫為（6-14）（6-15）同理：（6-19）上述公式適用條件：2/7/202317課件例：試用朗肯土壓力理論計(jì)算主動(dòng)土壓力及其作用點(diǎn)的位置和方向。方向取AB解：從A點(diǎn)作豎直線AC，求出AC上：計(jì)算AB與AC間填土重量：

作用于AB上土壓力為與的合力C2/7/202318課件作用在墻底以上：

作用方向與水平面夾角2/7/202319課件圖6-192/7/202321課件（三）取滑動(dòng)楔體ABC為隔離體進(jìn)行受力分析TakethetrialwedgeABCasaseparatingparttoanalysetheforcesactingontheitREWREW（a）主動(dòng)狀態(tài)（b）被動(dòng)狀態(tài)Theforcesactingonthesoilwedgeatfailureare:(1)theweightofthewedge(W)(2)thereaction(E)betweenthewallandthesoil,actingatanglebelowthenormal;(3)thereaction(R)onthefailureplane,actingatanglebelowthenormal;2/7/202322課件1．作出E、R的方向2．由力三角形，求E、R大小3．求極值，找出真正滑裂面。二、數(shù)解法(mathematicsmethod)（1）楔體重量（取沿墻長(zhǎng)度為1m）圖6-212/7/202323課件式中

為定值變化范圍，∵ 時(shí)，R與W重合，時(shí)，無楔形體（∵AC與AB重合）

中間必有最大值求出最危險(xiǎn)的滑裂面和相應(yīng)的破壞角2/7/202325課件代入E求得土壓力強(qiáng)度沿墻高的分布形式：(6-22)圖6-22庫(kù)倫土壓力強(qiáng)度分布2/7/202326課件庫(kù)侖：整體→極限平衡→靜力平衡條件→總土壓力 或（滑動(dòng)楔體法）二、適用范圍(Applicationscopes)（一）坦墻的土壓力計(jì)算Theearthpressurecalculationofflatretainingwall1．什么是坦墻(flatretainingwall)——出現(xiàn)第二滑裂面之擋土墻討論：（1）ABC尚未處于極限平衡狀態(tài)視為墻體的一部分（2）應(yīng)為與之合力圖6-28坦墻與第二滑裂面ABC第一滑裂面第二滑裂面2/7/202