土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)土壓力擋土墻計(jì)算

第七章

土壓力計(jì)算理論內(nèi)容提要概述靜止土壓力計(jì)算朗肯土壓力理論庫(kù)侖土壓力理論土壓力問(wèn)題的討論工程中擋土墻的土壓力計(jì)算第1節(jié)概述在港口、水利、路橋及房屋建筑等工程中，擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）是一種常見(jiàn)的建筑物。擋土結(jié)構(gòu)物的作用是用來(lái)?yè)踝蟮奶钔敛⒊惺軄?lái)自填土的壓力。土體作用在擋土結(jié)構(gòu)物上的壓力稱為土壓力本章的任務(wù)是討論土壓力的大小和分布規(guī)律的確定方法。位移對(duì)土壓力的影響及三種土壓力主動(dòng)被動(dòng)擋土墻不向任何方向發(fā)生位移和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)，作用在墻背上的土壓力稱為靜止土壓力。擋墻沿墻趾向離開(kāi)填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或平行移動(dòng)，且位移達(dá)到一定量時(shí)，墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)，填土中開(kāi)始出現(xiàn)滑動(dòng)面，這時(shí)擋土墻上的土壓力稱為主動(dòng)土壓力。擋墻在外力作用下向墻背填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或平行移動(dòng)時(shí)，土壓力逐漸增大，當(dāng)位移達(dá)到一定量時(shí)，潛在滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度，墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)，填土內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)滑動(dòng)面，這時(shí)作用在擋土墻上的土壓力增加至最大，稱為被動(dòng)土壓力。

第2節(jié)靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力只發(fā)生在擋土墻為剛性，墻體不發(fā)生任何位移的情況，實(shí)際工程中，作用在深基礎(chǔ)側(cè)墻或者U形橋臺(tái)上土壓力，可近似看作靜止土壓力。按照水平向自重應(yīng)力的計(jì)算公式確定。若墻后填土為均勻體，則單位面積上靜止土壓力為若墻后填土中有地下水，則計(jì)算靜止土壓力時(shí)，水中土的重度應(yīng)取浮重度靜止土壓力計(jì)算的關(guān)鍵是靜止側(cè)壓力系數(shù)的確定。K0可由室內(nèi)的或現(xiàn)場(chǎng)的靜止側(cè)壓力試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。對(duì)于砂或正常固結(jié)的粘土，可根據(jù)有效內(nèi)摩擦角來(lái)確定習(xí)題：計(jì)算下圖的靜止土壓力18kN/m318kN/m3第2節(jié)師朗肯土湯壓力理千論185慮7年英顧國(guó)學(xué)焰者朗悉肯（Ra柏nk存in趣e）從坡研究隔彈性徐半空女間體話內(nèi)的臥應(yīng)力遞狀態(tài)穩(wěn)，根盯據(jù)土病的極襪限平浮衡理敢論，描得出留計(jì)算曠土壓罰力的體方法兼，又垮稱極拔限應(yīng)匹力法斗。一、基土本原理遍和基本揭假設(shè)基本原映理：認(rèn)絲式為墻后脈填土達(dá)嚷到極限閣平衡狀崖態(tài)時(shí)，仍與墻背銹接觸的湖任一土脹單元體理都處于否極限平說(shuō)衡狀態(tài)冠，然后控根據(jù)土鳳單元體圓處于極囑限平衡班狀態(tài)時(shí)頸應(yīng)力所楚滿足的偉條件來(lái)塔建立土寫(xiě)壓力的美計(jì)算公烏式?；緫椉僭O(shè)絮：1、墻義本身尖是剛紐奉性的迫，不曉考慮炎墻身示的變飽形；2、墻后污填土延襯伸到無(wú)坡限遠(yuǎn)處風(fēng)，填土隱表面水俗平（=0）；3、墻背啊垂直光楚滑。AOτσ主動(dòng)狀態(tài)σxmin=eaσx=K0σzσzσxmax=ep被動(dòng)狀態(tài)表面水親平的均商質(zhì)彈性幫半空間背體的極遲限平衡冠狀態(tài)圖二、朗捆肯主動(dòng)宣土壓力暢計(jì)算用1，3作摩爾告應(yīng)力圓幻玉，如圖鹿中應(yīng)力燭圓I所示。使擋數(shù)土墻切向左拋方移享動(dòng)，翻則右綠半部呼分土患體有托伸張?jiān)愕内吅鼊?shì)，柔此時(shí)少豎向卻應(yīng)力v不變談，墻迷面的喂法向陶應(yīng)力h減小。v、h仍為大蔽小主應(yīng)陜力。當(dāng)諸擋土墻擾的位移啟使得h減小來(lái)到土可體已獻(xiàn)達(dá)到廉極限蘭平衡帆狀態(tài)校時(shí)，炮則h減小到躁最低限呀值pa，即侮為所廟求的得朗肯過(guò)主動(dòng)宗土壓寨力強(qiáng)課度。（一）叼基本計(jì)濫算公式朗肯嘉理論奇的主駐動(dòng)土源壓力富系數(shù)（二催）無(wú)掘粘性占土的云主動(dòng)召土壓越力計(jì)資算（三拳）粘鐵性土銜的主猶動(dòng)土熟壓力噴計(jì)算ea=0有均僵布荷餃載時(shí)仿粘性察土的會(huì)主動(dòng)瘋土壓支力有荷載出現(xiàn)腐拉力程區(qū)不出現(xiàn)宜拉力區(qū)三、禍朗肯騎被動(dòng)送土壓照力計(jì)未算同計(jì)算經(jīng)主動(dòng)土很壓力一返樣用1、3作摩爾是應(yīng)力圓晝，如下罩圖。使擋伸土墻笛向右辰方移參動(dòng)，叢則右碌半部毒分土寄體有運(yùn)壓縮支的趨隊(duì)勢(shì)，息墻面腥的法剝向應(yīng)屠力h增大。h、v為大小從主應(yīng)力螺。當(dāng)擋響土墻的宰位移使西得h增大到巷使土體身達(dá)到極綱限平衡嫌狀態(tài)時(shí)引，則h達(dá)到最根高限值pp，即費(fèi)為所或求的戚朗肯雷被動(dòng)碎土壓呢力強(qiáng)服度。（一）梁基本計(jì)判算公式朗肯理愁論的被碧動(dòng)土壓洞力系數(shù)（二蟻）無(wú)農(nóng)粘性關(guān)土的壺被動(dòng)雕土壓經(jīng)力計(jì)頌算（三陳）粘柱性土倉(cāng)的被差動(dòng)土番壓力羊計(jì)算四、填土中電有地下傭水時(shí)的乎土壓力老計(jì)算當(dāng)墻擱后填帖土中嘉有水承時(shí)，甜需考樣慮地值下水姓位以戰(zhàn)下的勇填土只由于眼浮力伏作用授使有掏效重?cái)沉繙p刻輕引點(diǎn)起的獎(jiǎng)土壓粉力減筍小，考水下趟填土濕部分碗采用籠浮容菌重進(jìn)蒼行計(jì)朋算。在計(jì)算淡作用在侵墻背上序的總壓湖力中應(yīng)終包括水鎮(zhèn)壓力的月作用。五、填身土為成干層土?xí)r可的土壓底力計(jì)算由于王各層胃填土蘆重度釋不同淡，使獅得填廊土豎虧向應(yīng)羅力分遲布在寒土層洽交界女面上容出現(xiàn)渣轉(zhuǎn)折由于怨各層頃填土撕粘聚碗力和敘內(nèi)摩櫻擦角魯不同拔，所禾以在姜計(jì)算帶主動(dòng)崖或被匯動(dòng)土蔥壓力兄系數(shù)耳時(shí)，網(wǎng)需采劈燕用計(jì)狀算點(diǎn)嚷所在線土層屆的粘撫聚力陡和內(nèi)浙摩擦收角習(xí)葡題q=揉10消0k孝Pa第4節(jié)晉庫(kù)侖搜土壓候力理牧論一、襪基本很原理伴和基恥本假轎定基本原劈燕理：庫(kù)材倫土壓醉力理論利是根據(jù)濤墻后土店體處于啟極限平賄衡狀態(tài)編并形成哀一滑動(dòng)判楔體時(shí)揉，從楔縣體的靜態(tài)力平衡拒條件得爹出的土亭壓力計(jì)潮算理論顛?；炯偈嵩O(shè)：①墻淚后的朽填土副是理把想的殃散粒膜體(粘聚落力c＝0)；②墻沈背傾催斜、鋒粗糙問(wèn)、墻姜后填伶土面您傾斜和；③滑動(dòng)破陷壞面為欺一平面面（墻背AB和土體再內(nèi)滑動(dòng)霉面BC）；④剛溝體滑玩動(dòng)。蹤蝶不考味慮滑殺動(dòng)楔版體內(nèi)價(jià)部的掉應(yīng)力請(qǐng)和變育形條貢件；⑤楔魚(yú)體ABC整體處握于極限紙平衡狀因態(tài)。在AB和BC滑動(dòng)竭面上仆，抗奶剪強(qiáng)動(dòng)度均桐已充犯分發(fā)燈揮。趙即剪嚇應(yīng)力τ均已襲達(dá)抗掩剪強(qiáng)敘度τf。填土AθBDCE二、無(wú)楚粘性土膽主動(dòng)土愈壓力的搖計(jì)算正弦唇定律計(jì)算商自重主動(dòng)淺土壓竭力是眨假定缺一系醫(yī)列破鞭壞面釣計(jì)算巖出的片土壓爆力中漆的最于大值三、必?zé)o粘潛性土劈燕被動(dòng)海土壓鞭力的厘計(jì)算W代入當(dāng)擋土淋墻向填弄土方向林?jǐn)D壓時(shí)那，最危塔險(xiǎn)滑動(dòng)