土力學(xué)：擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力

土力學(xué)2第六章

擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力Earthpressureonretainingstructure§1土壓力§2朗肯(Rankine)土壓力理論§3庫侖(Coulomb)土壓力理論§4幾種常見的主動(dòng)土壓力計(jì)算第六章?lián)跬两Y(jié)構(gòu)物上的土壓力庫侖C.A.Coulomb(1736-1806)§1概述什么是擋土結(jié)構(gòu)物Retainingstructure什么是土壓力(Earthpressure)影響土壓力的因素?fù)跬两Y(jié)構(gòu)物類型對(duì)土壓力分布的影響擋土結(jié)構(gòu)物及其土壓力

概述Rigidwall一擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）用來支撐天然或人工斜坡不致坍塌以保持土體穩(wěn)定性，或使部分側(cè)向荷載傳遞分散到填土上的一種結(jié)構(gòu)物。

概述擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力由于土體自重、土上荷載或結(jié)構(gòu)物的側(cè)向擠壓作用，擋土結(jié)構(gòu)物所承受的來自墻后填土的側(cè)向壓力。

概述擋土墻類型（按剛度及位移方式）:剛性擋土墻柔性擋土墻

概述剛性擋土墻§1L型T型預(yù)應(yīng)力剛性加筋扶壁圬工式混凝土擋土墻及復(fù)合排水管完工完工柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)§6.1概述錨桿板樁板樁變形基坑支撐上的土壓力變形土壓力分布板樁上土壓力實(shí)測(cè)計(jì)算上海市外環(huán)過江隧道岸埋段基坑支撐無法打錨桿，相鄰建筑物的基礎(chǔ)較深,地下管線內(nèi)支撐§6.1概述地下建筑物§1發(fā)生在土體內(nèi)部或者與土相鄰的結(jié)構(gòu)物上的壓力豎向土壓力新填土B外土柱內(nèi)土柱等沉面溝埋式上埋式二土壓力的影響因素土的性質(zhì)擋土墻的移動(dòng)方向擋土墻和土的相對(duì)位移量土體與墻之間的摩擦擋土墻類型本章要討論的中心問題剛性擋土墻上的土壓力性質(zhì)及土壓力計(jì)算，包括土壓力的大小、方向、分布及合力作用點(diǎn)。在影響土壓力的諸多因素中,墻體位移條件是最主要的因素。墻體位移的方向和相對(duì)位移量決定著所產(chǎn)生的土壓力的性質(zhì)和土壓力的大小。三土壓力類型3.被動(dòng)土壓力（Passiveearthpressure)（一）墻體位移和土壓力性質(zhì)§1概述1.靜止土壓力（Earthpressureatrest)2.主動(dòng)土壓力（Activeearthpressure)墻體位移對(duì)土壓力的影響１．擋土墻所受土壓力的類型，首先取決于墻體是否發(fā)生位移以及位移的方向。其中有三種特定情況下的土壓力，即靜止土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力。２．擋土墻所受土壓力的大小并不是一個(gè)常數(shù)，而是隨位移量的變化而變化?！?當(dāng)d=D/H=0時(shí)話（如酬地下續(xù)室）E=桌E01.靜止土襲壓力2.主動(dòng)土森壓力§1概述墻體外移，土壓力謊逐漸減小，當(dāng)土體破壞，達(dá)運(yùn)到極限插平衡蒙狀態(tài)時(shí)所歷對(duì)應(yīng)慈的土競(jìng)壓力(最小)3.被動(dòng)森土壓箭力§1概述墻體內(nèi)移，土壓力漲逐漸增大，當(dāng)土體破壞，達(dá)到極限婆平衡排狀態(tài)時(shí)所聰對(duì)應(yīng)斯的土熟壓力(最大)可按土串體處于側(cè)限條掩件下的彈虛性平影衡狀韻態(tài)進(jìn)祝行計(jì)男算。（二）靜止土主壓力計(jì)風(fēng)算靜止土糊壓力系掘數(shù)K0對(duì)于該側(cè)限祥應(yīng)力膀狀態(tài)嘗：p0=sh=K0sv=u/(1無-u)sv=u/(賊1-u)gzK0=n/(榨1-n)由于咬土的n很難確獸定，K0常用經(jīng)燭驗(yàn)公式杠計(jì)算對(duì)于砂相土、正剩常固結(jié)闊粘土：K0≈1慈-s靈inf’svsvshshz小結(jié)擋土喉墻土壓宮力土壓桶力性劃質(zhì)影響粗因素靜止榆土壓亮力計(jì)浮算如何裳計(jì)算藝主動(dòng)停和被撈動(dòng)土鋪壓力沾？一.半無限胞土體中忍的極限縱平衡應(yīng)嶄力狀態(tài)荒和朗肯鎖土壓力：§2朗肯(Ra秤nk案in豎e)土壓力鴿理論1.主動(dòng)陶極限哄平衡旨應(yīng)力劇狀態(tài)PaK0vv朗肯土肯壓力理族論基本受條件和奴假定條件墻背纏光滑墻背垂至直填土慨表面錯(cuò)水平假設(shè)墻后各休點(diǎn)均處獲于極限仰平衡狀副態(tài)§2朗肯趙土壓辭力理絡(luò)論二.墻背光摔滑垂直宣、墻土規(guī)表面水出平的土惡壓力計(jì)漿算§2朗肯揀土壓牧力理鹿論(一).填土為砂土由于墻真背光滑餡垂直（饞沒有剪鄭應(yīng)力）擔(dān)，墻背辱相當(dāng)于眾一個(gè)半迫無限土仗體中的螺對(duì)稱線泛，墻后郊為半無映限土體應(yīng)的一半占。(一)填土么為砂土§2朗肯土吊壓力理踩論1.主動(dòng)往土壓獨(dú)力HH/3HKa主動(dòng)撐土壓迷力分退布危墻例后破委裂面雖形狀45＋/2§2朗肯土鬧壓力理蹲論1.主動(dòng)勉土壓暑力pa=sh=t霉g2(45-f/2)gzKa=席tg2(45-f/2)直線壩分布合力Ea=1民/2尋KagH2作用點(diǎn)未：底部押以上1/3淋H處滑裂環(huán)面方抱向：例與水山平夾晝角45+f/2(一)填土聽為砂土HH/3HKa§2朗肯堅(jiān)土壓臥力理報(bào)論2.被動(dòng)小土壓仿力(一)填土為砂土HH/3HKp被動(dòng)土扯壓力分阿布金墻愧后破裂卷面形狀45－/290+§2朗肯下土壓悲力理荒論2.被動(dòng)靈土壓疫力pp=sh=t扮g2(45+f/2)gzKp=t溫g2(45+f/2)直線分缸布合力Ep=1鄉(xiāng)豐/2KpgH2作用點(diǎn)芒：底部浪以上1/3儉H處滑裂面公方向：透與水平熔夾角45-f/2(一)填土為砂土§2朗肯土矩壓力理雄論1.主動(dòng)土弱壓力(二)填土努為粘性土§2朗肯門土壓荷力理悲論1.主動(dòng)土澇壓力(一)填土為粘性土HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3主動(dòng)區(qū)主動(dòng)土鳳壓力分和布§2朗肯土折壓力理蕩論1.主動(dòng)土老壓力z<西z0拉應(yīng)姨力，坊開裂z>z0

(一)填土為粘性土總主動(dòng)土壓力HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3§2朗肯土僵壓力理糧論2.被動(dòng)土掀壓力(一)填土純?yōu)檎承詴缤列〗Y(jié)基本在條件災(zāi)和假戰(zhàn)定極限應(yīng)嚼力分析破壞父形式主動(dòng)煩和被航動(dòng)砂土和透粘性土§2朗肯乒土壓沾力理損論如果墻翠背不垂匠直，光灰滑墻后填贈(zèng)土任意如何計(jì)倚算擋土底墻后的正土壓力殺？§6敏.3庫侖土揭壓力理墓論(一)主動(dòng)錘土壓北力§3庫侖土壓力用理論基本餅假設(shè)古：1、墻役后土養(yǎng)體為旁無粘況性土2、滑動(dòng)脫面為一底平面3、將津破壞庭的楔餓形土校體視蛛為剛柏體4、按楔蟲形體整隔體極限璃平衡條遮件處理(一)主動(dòng)土霉壓力§3庫侖土壓給力理販論求解方蛇法：1、滑動(dòng)連楔體受茂三個(gè)力文系W、E、R（如遍圖）2、根誘據(jù)靜躬力平悶衡力引三角義形閉藥合條汪件，套可得E的大辭小3、求極彼值(一)主動(dòng)土寨壓力§3庫侖土壓力樣理論當(dāng)b=d=a=0時(shí)，即竊：墻背光僻滑、垂涼直，填哄土表面嶄水平時(shí)與朗肯興土壓力途理論一哪致(二)被動(dòng)土菠壓力§3庫侖土壓碎力理棒論求解提方法造類似叉主動(dòng)窗土壓弓力變化,取若干挑滑裂面,使E最小dE/d=0,求得，得到薪：§3庫侖土壓力分理論土壓舉力分碌布(二)被動(dòng)土觸壓力三.圖解拖法§3庫侖土壓韻力理寨論2.庫爾曼(C禍.Cu燈lm攀an鏡n)圖解法§3庫侖土壓夾力理撓論在圖中耍使力三辱角形頂膊點(diǎn)o與墻底A重合，Ri方向罰與ACi方向絮一致3.粘性劈燕土的域圖解朗法§3庫侖土壓力漸理論W中包牌括BC炒DE四朗肯和漸庫侖土中壓力理喉論的比較（一進(jìn)）分析方糾法區(qū)別朗肯轟庫侖極限平葛衡狀態(tài)土體內(nèi)罪各點(diǎn)均季處于極皂限平衡匆狀態(tài)剛性蜓楔體,滑面彈上處桐于極割限平蝦衡狀敞態(tài)極限應(yīng)誰力法注滑動(dòng)楔浙體法§3庫侖土壓力桐理論（二）應(yīng)用撒條件§6編.4朗肯棒和庫株侖土壓力察理論的比較朗肯庫侖1墻背光滑垂直填土水平墻背、填土無限制粘性土一般用圖解法2坦墻坦墻3墻背垂直填土傾斜（三桑）計(jì)算壯誤差--朗肯紅土壓草力理昨論§6.基4朗肯和脾庫侖土壓力男理論的比較墻背垂記直實(shí)際d>0郎肯某主動(dòng)廳土壓匙力偏兼大郎肯僵被動(dòng)土壓哈力偏危?。ㄈ┨糜?jì)算奏誤差--庫倫衣土壓血力理姻論§6.莫4朗肯抄和庫煤侖土壓力橡理論的比較由于靈實(shí)際排滑裂鋸面不觸一定酷是平鏡面主動(dòng)三土壓賄力偏小不一定裙是最大值被動(dòng)丟土壓齡力偏大不一勺定是駕最小值（三）啟計(jì)算誤跑差---與理傻論計(jì)凡算值貨比較§6.箱4朗肯構(gòu)和庫冊(cè)侖土壓交力理叫論的比較（三）計(jì)算誤登差--兔-與理氣論計(jì)舅算值驕比較§6.課4朗肯加和庫苗侖土壓力泊理論的比較（三）律計(jì)算誤荒差--與理舉論計(jì)判算值志比較§6甜.4朗肯過和庫徑侖土壓力如理論的比較=0滑裂面舟是直線發(fā)，三種背理論計(jì)訓(xùn)算Ka,Kp相同0Ka朗肯偏濁大10愁%左右燈，工站程偏章安全庫侖戒偏小襖一些殼（可襪忽略)；Kp朗肯偏款小可達(dá)槐幾倍；庫侖偏墻大可達(dá)慶幾倍;在實(shí)際毀工程問尋題中，替土壓力萌計(jì)算是暴比較復(fù)輪雜的?！?幾種化工程有中常漆見的允主動(dòng)彩土壓菌力計(jì)羊算一.填土果上有伴荷載二.成層熄填土眾情況三.填土廟中有爐水四.坦墻五.墻背形舅狀有變熟化六.墻后填獨(dú)土受限添制§4幾種鞠工程職中常辯見的笨主動(dòng)件土壓字力計(jì)跌算一.填土上乓有荷載1朗肯鄙土壓歇力理格論1=gz+qpa=3=qKa+gzKaHZ13qKaHKazKa§4幾種工慈程中常酒見的主慎動(dòng)土壓所力計(jì)算2.庫侖亡土壓聽力理壤論一.填土上段有荷載三角形嬸相似§4幾種工竿程中常革見的主溉動(dòng)土壓財(cái)力計(jì)算3.局部襖荷載--朗肯土寒壓力理松論一.填土上牛有荷載§4幾種工鑼程中常擦見的主主動(dòng)土壓檢力計(jì)算二.成層勵(lì)填土CBAg1

f1c1g2

f2c2H2H1朗肯理歡論§4幾種綱工程弄中常搜見的塑主動(dòng)殊土壓獵力計(jì)目算（一犯）拳討論1.pa在B點(diǎn)的連載續(xù)性(1籃)g1=g21=2c1c2(2僑)g1=g212c1=c2=0(3)g1g21=2c1=c2不連續(xù)不連續(xù)連續(xù)CBAg1

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f2c2H2H1§4幾種工賓程中常闊見的主吼動(dòng)土壓違力計(jì)算（一萄）患討論2.dpa/d鬼z(即pa斜率)的連磚續(xù)性(1)g1g2；1=2轉(zhuǎn)折:g大dpa/d紅z大(2鹽)f1f2；g1=g2轉(zhuǎn)折:g大dpa/d氧z小朗肯理論僅和g

f有關(guān)CBAg1

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f2c2H2H1§4幾種工株程中常輛見的主串動(dòng)土壓值力計(jì)算（二）遍幾種司情況下居土壓力結(jié)討論f1=f2c1=c2=0g2>g1g2<g1CBAg1

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f2c2H2H1§4幾種拒工程谷中常單見的藍(lán)主動(dòng)識(shí)土壓繪力計(jì)伸算（二解）凱幾種患情況平下土思?jí)毫Ψe討論過頂點(diǎn)屈虛擬q=gH1g1=g2c1=c2=0f2>f1f2<f1CBAg1

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f2c2H2H1§4幾種荷工程顏中常播見的崗主動(dòng)溝土壓豆力計(jì)爭(zhēng)算（二嬸）庸幾種街情況悟下土補(bǔ)壓力夸討論c1>0c2=0c1=0c2>0g1=g2f2=f1CBAg1

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f2c2H2H1§4幾種工監(jiān)程中常符見的主綠動(dòng)土壓箭力計(jì)算1.構(gòu)造撈要求拴：一般用屑砂性土黨，墻設(shè)站排水孔叉以及反墳濾層，打填土表夜面設(shè)溝返、堤等宿截流2.水下樂部分土壓力Pa=Kaσz水壓鼠力pu=u霧(靜水壓狂力、滲暴流壓力弄、超靜孔呢壓)三.填土中炕有水§4幾種工舟程中常疫見的主配動(dòng)土壓北力計(jì)算三.填土尊中有勤水墻基不滔透水朗肯對(duì)理論KagH2KagH1gwH2水壓力土壓力§4幾種工壓程中常技見的主采動(dòng)土壓央力計(jì)算三.填土中透有水H2H1不透水dEapw土壓力水壓力Eapw庫侖理攏論墻基不折透水§4幾種泳工程拔中常餡見的販主動(dòng)蹈土壓量力計(jì)妹算三.填土中慰有水填土滲滔透系數(shù)沿比地基披土小得撓多需要繪笨制流網(wǎng)消或計(jì)算汪確定孔悶壓§4幾種雨工程臣中常蔬見的齊主動(dòng)液土壓楊力計(jì)揪算三.填土中待有水填土伏滲透僅系數(shù)涉比地充基土藥小得簡(jiǎn)多H2H1gsatH2gH1垂直有效應(yīng)力=總應(yīng)力u=0孔壓KagsatH2KagH1土壓力透水案地基§4幾種工曉程中常堵見的主諷動(dòng)土壓稠力計(jì)算四.坦墻a>acr=45o-/2填土頸表面膊水平(1朱)假設(shè)垂地直墻面CD上主耀動(dòng)土饑壓力Ea=1/云2KaH2(2)作用間在真蘿實(shí)墻突面AC上的戀土壓宗力朗肯勒理論§4幾種塌工程濾中常失見的謝主動(dòng)宅土壓肆力計(jì)避算四.坦墻填土喬表面餡傾斜(1罵)求解假機(jī)設(shè)墻面CB上主礙動(dòng)土揚(yáng)壓力Ea(2優(yōu))作用在葛真實(shí)墻早面AC上的防土壓?jiǎn)崃靵龌锢碚揜dEaWbaacrCABB§4幾種庫工程卡中常估見的辣主動(dòng)蛇土壓蠻力計(jì)惜算五.墻背形虜狀有變欣化CABDdEa1ADEa2CB§4幾種耳工程喪中常夫見的健主動(dòng)供土壓揮力計(jì)山算五.墻背誰形狀喚有變企化帶卸企荷臺(tái)輩的擋扛土墻估土壓乓力§4幾種工績(jī)程中常瞇見的主是動(dòng)土壓護(hù)力計(jì)算六.墻后固填土虜受限復(fù)制BAC填土g2

f2c2老土g1

f1c1滑裂憤面BC可能的獎(jiǎng)位置(1)矮BC在填駐土中(2)權(quán)BC在老凝土中(3鉆)丹BC在界面角上§3幾種工針程中常喝見的主施動(dòng)土壓號(hào)力計(jì)算七.加筋擋叛土墻的共土壓力§4幾種孤工程付中常逼見的卻主動(dòng)過土壓德力計(jì)孝算七.加筋擾擋土戲墻的棒土壓飄力HqsVWqsKaHKa§4幾種眨工程舍中常闖見的朗主動(dòng)海土壓度力計(jì)午算七.加筋擋害土墻的投土壓力