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)。在影響善土壓力證的諸多儲(chǔ)因素中,墻體介位移除條件是最拾主要壁的因片素。協(xié)墻體必位移河的方程向和饅相對(duì)趣位移普量決念定著銷所產(chǎn)貪生的倉土壓傷力的意性質(zhì)恥和土被壓力價(jià)的大松小。三土壓力兼類型3.被動(dòng)字土壓詢力（Pa登ss牽iv睡e弊ea廳rt緒h裹pr豬es然su癥re細(xì))（一?。w顛位移煤和土田壓力奇性質(zhì)§1概述1.靜止土偶?jí)毫Γ‥ar賭th液pre剖ssu胖re繪at御res核t)2.主動(dòng)陡土壓掛力（Ac呼ti哈ve翻e搜a(bǔ)r諷th施p摸re胃ss浮ur鍛e)墻體烏位移搖對(duì)土兔壓力葛的影呀響１．伴擋土袍墻所次受土勿壓力梢的類童型，經(jīng)首先米取決鄭于墻桑體是憂否發(fā)嫂生位針移以問及位影移的包方向航。其稅中有順三種件特定邪情況燒下的傲土壓按力，味即靜畢止土挑壓力貢、主扛動(dòng)土牛壓力殃和被員動(dòng)土理壓力洪。２．傷擋土土墻所揚(yáng)受土更壓力朽的大爹小并露不是男一個(gè)撕常數(shù)頌，而挺是隨逆位移產(chǎn)量的齒變化畢而變發(fā)化?！?當(dāng)d=D/H=0時(shí)（屆如地下仗室）E=E01.靜止阻土壓萬力2.主動(dòng)裁土壓基力§1概述墻體外移，土壓作力逐杯漸減小，當(dāng)土廈體破壞，達(dá)到極限平攻衡狀態(tài)時(shí)所縫對(duì)應(yīng)坑的土卡壓力(最小)3.被動(dòng)土父壓力§1概述墻體內(nèi)移，土壓于力逐誘漸增大，當(dāng)土盡體破壞，達(dá)到極限平埋衡狀態(tài)時(shí)所對(duì)襯應(yīng)的土揉壓力(最大)可按擠土體訂處于側(cè)限條史件下的彈性目平衡狀區(qū)態(tài)進(jìn)行沸計(jì)算。（二漿）靜止土桶壓力計(jì)麗算靜止睛土壓秧力系以數(shù)K0對(duì)于賠側(cè)限摘應(yīng)力芒狀態(tài)電：p0=sh=K0sv=u/(1恭-u)sv=u/(1挺-u)gzK0=n/(方1-n)由于土故的n很難確澇定，K0常用經(jīng)豎驗(yàn)公式仔計(jì)算對(duì)于殘砂土甚、正姜常固挺結(jié)粘漠土：K0≈1-你sinf’svsvshshz小結(jié)擋土墻土壓芒力土壓澇力性特質(zhì)影響隔因素靜止土里壓力計(jì)蘇算如何計(jì)痰算主動(dòng)禁和被動(dòng)溝土壓力略？一.半無限吐土體中丑的極限垮平衡應(yīng)談力狀態(tài)載和朗肯芹土壓力：§2朗肯(Ran半kin綁e)土壓力發(fā)理論1.主動(dòng)極前限平衡異應(yīng)力狀津態(tài)PaK0vv朗肯土該壓力理堅(jiān)論基本爆條件和嗽假定條件墻背光方滑墻背擊垂直填土表育面水平假設(shè)墻后各鄭點(diǎn)均處歡于極限恢平衡狀曾態(tài)§2朗肯土平壓力理護(hù)論二.墻背炎光滑奧垂直也、墻裂土表頑面水疲平的透土壓該力計(jì)針?biāo)恪?朗肯土躲壓力理練論(一).填土為砂土由于洽墻背滾光滑寨垂直云（沒已有剪傲應(yīng)力園），紗墻背填相當(dāng)駛于一齊個(gè)半旗無限番土體暖中的織對(duì)稱欺線，群墻后饞為半鐮無限哪土體托的一君半。(一)填土為砂土§2朗肯土畫壓力理箱論1.主動(dòng)孕土壓勞力HH/3HKa主動(dòng)策土壓表力分期布按墻襲后破驕裂面展形狀45＋/2§2朗肯土冤壓力理浮論1.主動(dòng)貝土壓籌力pa=sh=t栽g2(4右5-f/2)gzKa=t各g2(4梁5-f/2)直線健分布合力Ea=1激/2廁KagH2作用鄰點(diǎn)：下底部哥以上1/攜3H處滑裂面午方向：氣與水平糖夾角45+f/2(一)填土為砂土HH/3HKa§2朗肯土借壓力理所論2.被動(dòng)屋土壓朝力(一)填土溜為砂土HH/3HKp被動(dòng)粒土壓掏力分村布襖墻族后破姓裂面居形狀45－/290+§2朗肯土族壓力理靜論2.被動(dòng)土鐵壓力pp=sh=t恢g2(4聾5+f/2)gzKp=t穗g2(45+f/2)直線分繞布合力Ep=1/阿2KpgH2作用點(diǎn)解：底部星以上1/3檔H處滑裂悲面方裳向：因與水雜平夾宅角45-f/2(一)填土嫂為砂土§2朗肯川土壓敏力理非論1.主動(dòng)土傅壓力(二)填土航為粘性平土§2朗肯釘土壓蜻力理便論1.主動(dòng)土填壓力(一)填土運(yùn)為粘性土HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3主動(dòng)區(qū)主動(dòng)土獄壓力分照布§2朗肯土教壓力理課論1.主動(dòng)匹土壓有力z<z0拉應(yīng)力迅，開裂z>z0

(一)填土持為粘性土總主動(dòng)土壓力HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3§2朗肯腎土壓末力理吳論2.被動(dòng)土志壓力(一)填土為粘性土小結(jié)基本條風(fēng)件和假塞定極限隙應(yīng)力遼分析破壞形哭式主動(dòng)和嬌被動(dòng)砂土嘴和粘責(zé)性土§2朗肯詳土壓劉力理沈論如果墻川背不垂叛直，光千滑墻后填冒土任意如何央計(jì)算輸擋土勾墻后兇的土眾壓力積？§6.也3庫侖土餐壓力理擇論(一)主動(dòng)含土壓染力§3庫侖土壓力灶理論基本假糞設(shè)：1、墻塔后土癢體為紙無粘剛性土2、滑餐動(dòng)面仆為一際平面3、將冰破壞描的楔稻形土陵體視胳為剛銅體4、按施楔形傾體整欺體極響限平超衡條每件處策理(一)主動(dòng)土升壓力§3庫侖土壓力尼理論求解扎方法開：1、滑動(dòng)筍楔體受鼻三個(gè)力摸系W、E、R（如乒圖）2、根爆據(jù)靜設(shè)力平易衡力議三角帆形閉哲合條赴件，餃可得E的大小3、求極李值(一)主動(dòng)土糧壓力§3庫侖土壓力閃理論當(dāng)b=d=a=0時(shí)，即海：墻背光時(shí)滑、垂羞直，填楚土表面午水平時(shí)與朗肯貧土壓力株理論一弦致(二)被動(dòng)謀土壓脂力§3庫侖土壓易力理孩論求解方避法類似辨主動(dòng)土膚壓力變化,取若干槳滑裂面,使E最小dE/d=0,求得，得到：§3庫侖土壓川力理響論土壓力鼠分布(二)被動(dòng)但土壓傲力三.圖解割法§3庫侖土壓力室理論2.庫爾密曼(C.Cul贊man要n)圖解酸法§3庫侖土壓力混理論在圖杜中使李力三畜角形憲頂點(diǎn)o與墻底A重合發(fā)，Ri方向與ACi方向景一致3.粘性土充的圖解疊法§3庫侖土壓汗力理尋論W中包下括BCD籮E四朗肯和襪庫侖土遠(yuǎn)壓力理蛋論的比較（一）分析方丑法區(qū)別朗肯堆庫侖極限平歲衡狀態(tài)土體內(nèi)漆各點(diǎn)均言處于極寨限平衡或狀態(tài)剛性出楔體,滑面際上處魂于極叮限平冒衡狀幻玉態(tài)極限扯應(yīng)力些法挨滑曉動(dòng)楔餐體法§3庫侖土壓力舉理論（二烏）應(yīng)用條環(huán)件§6.裂4朗肯局和庫警侖土壓力郊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（三嚼）計(jì)算漲誤差--朗肯重土壓畫力理豈論§6慢.4朗肯和價(jià)庫侖土壓結(jié)力理泳論的比較墻背箏垂直實(shí)際d>0郎肯見主動(dòng)塔土壓原力偏刪大郎肯被妹動(dòng)土壓力距偏?。ㄈ┺D(zhuǎn)計(jì)算擴(kuò)誤差--庫倫駕土壓掌力理村論§6.襖4朗肯和宗庫侖土壓力稿理論的比較由于實(shí)糠際滑裂允面不一管定是平致面主動(dòng)倡土壓叔力偏小不一定債是最大值被動(dòng)南土壓弟力偏大不一乳定是校最小值（三）吉計(jì)算誤洲差---與理論繩計(jì)算值塘比較§6.議4朗肯和洲庫侖土壓力獎(jiǎng)理論的比較（三塌）計(jì)算誤想差---與理伴論計(jì)讀算值躍比較§6.安4朗肯和顆庫侖土壓秀力理督論的比較（三）戴計(jì)算誤騙差--與理論兼計(jì)算值漆比較§6吊.4朗肯和妥庫侖土壓力杠理論的比較=0滑裂面吐是直線石，三種認(rèn)理論計(jì)燙算Ka,Kp相同0Ka朗肯戴偏大10帳%左右，壤工程偏奶安全庫侖偏保小一些解（可忽理略)；Kp朗肯偏誘小可達(dá)歸幾倍；庫侖遠(yuǎn)偏大自可達(dá)遺幾倍;在實(shí)際啊工程問獸題中，涉土壓力孝計(jì)算是倒比較復(fù)慰雜的?！?幾種工認(rèn)程中常紙見的主啟動(dòng)土壓韻力計(jì)算一.填土奇上有剩荷載二.成層填騾土情況三.填土中紛有水四.坦墻五.墻背構(gòu)形狀徑有變?cè)够?墻后填題土受限夜制§4幾種工賀程中常那見的主叛動(dòng)土壓鏟力計(jì)算一.填土上井有荷載1朗肯土糕壓力理疾論1=gz+qpa=3=qKa+gzKaHZ13qKaHKazKa§4幾種工立程中常園見的主牌動(dòng)土壓篇力計(jì)算2.庫侖犬土壓余力理獄論一.填土上使有荷載三角荒形相妥似§4幾種工棗程中常辰見的主架動(dòng)土壓染力計(jì)算3.局部仿荷載--朗肯糊土壓辯力理壤論一.填土詞上有掠荷載§4幾種工勁程中常程見的主鋼動(dòng)土壓華力計(jì)算二.成層填耀土CBAg1

f1c1g2

f2c2H2H1朗肯理澇論§4幾種工僵程中常金見的主糞動(dòng)土壓煎力計(jì)算（一）指討論1.pa在B點(diǎn)的鍵連續(xù)艇性(1默)g1=g21=2c1c2(2謎)g1=g212c1=c2=0(3秤)g1g21=2c1=c2不連話續(xù)不連續(xù)連續(xù)CBAg1

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f2c2H2H1§4幾種工瞞程中常值見的主省動(dòng)土壓射力計(jì)算（一）踩討論2.dpa/d幕z(即pa斜率)的連案續(xù)性(1)g1g2；1=2轉(zhuǎn)折:g大dpa/d迎z大(2睡)f1f2；g1=g2轉(zhuǎn)折:g大dpa/d侵z小朗肯理論僅和g

f有關(guān)CBAg1

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f2c2H2H1§4幾種工倒程中常爽見的主譽(yù)動(dòng)土壓腦力計(jì)算（二仰）冒幾種釋情況刺下土綁壓力蔽討論f1=f2c1=c2=0g2>g1g2<g1CBAg1

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f2c2H2H1§4幾種工指程中常敲見的主象動(dòng)土壓飼力計(jì)算（二）閘幾種賠情況下特土壓力隱討論過頂超點(diǎn)虛充擬q=gH1g1=g2c1=c2=0f2>f1f2<f1CBAg1

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f2c2H2H1§4幾種雞工程槳中常閱見的隔主動(dòng)婆土壓繞力計(jì)漂算（二）械幾種機(jī)情況下炭土壓力驚討論c1>0c2=0c1=0c2>0g1=g2f2=f1CBAg1

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f2c2H2H1§4幾種工郵程中常肚見的主展動(dòng)土壓板力計(jì)算1.構(gòu)造要稍求：一般求用砂恩性土雅，墻熄設(shè)排割水孔飼以及嶺反濾愿層，拾填土急表面層設(shè)溝往、堤暈等截購流2.水下包部分土壓力Pa=Kaσz水壓谷力pu=u頂(靜水壓繩力、滲揭流壓力婚、超靜孔苦壓)三.填土中董有水§4幾種儉工程劣中常驕見的推主動(dòng)鴿土壓茶力計(jì)貿(mào)算三.填土中壇有水墻基不宗透水朗肯理雪論KagH2KagH1gwH2水壓力土壓力§4幾種聲工程攀中常做見的承主動(dòng)視土壓吊力計(jì)咸算三.填土馳中有椅水H2H1不透水dEapw土壓力水壓力Eapw庫侖勿理論墻基螞不透面水§4幾種頂工程銷中常畢見的執(zhí)主動(dòng)牙土壓敏力計(jì)濕算三.填土中抬有水填土輕滲透與系數(shù)滑比地跨基土瓜小得宅多需要螺繪制識(shí)流網(wǎng)南或計(jì)掃算確耐定孔書壓§4幾種工爭程中常倦見的主梨動(dòng)土壓鋸力計(jì)算三.填土肝中有梁水填土勾滲透燙系數(shù)訂比地劇基土令小得仁多H2H1gsatH2gH1垂直有效應(yīng)力=總應(yīng)力u=0孔壓KagsatH2KagH1土壓力透水垂地基§4幾種捷工程回中常扮見的利主動(dòng)鑒土壓員力計(jì)疲算四.坦墻a>acr=45o-/2填土牌表面供水平(1幫)假設(shè)垂遣直墻面CD上主動(dòng)童土壓力Ea=1/掩2KaH2(2)作用軌在真匪實(shí)墻粥面AC上的頃土壓餡力朗肯胞理論§4幾種搬工程辯中常權(quán)見的句主動(dòng)翁土壓密力計(jì)傳算四.坦墻填土痕表面腰傾斜(1混)求解假摩設(shè)墻面CB上主動(dòng)裕土壓力Ea(2銹)作用在箏真實(shí)墻們面AC上的土爽壓力庫侖罷理論RdEaWbaacrCABB§4幾種丟工程增中常租見的六主動(dòng)釘土壓查力計(jì)恰算五.墻背形桑狀有變膏化CABDdEa1ADEa2CB§4幾種認(rèn)工程督中常乞見的冤主動(dòng)擋土壓球力計(jì)匹算五.墻背形稅狀有變勁化帶卸矮荷臺(tái)星的擋悠土墻捧土壓河力§4幾種藥工程翻中常塘見的僅主動(dòng)而土壓級(jí)力計(jì)盛算六.墻后貌填土花受限性制BAC填土g2

f2c2老土g1

f1c1滑裂叼面BC可能廊的位齒置(1)虜BC在填軋土中(2)潑BC在老工土中(3樣)賓BC在界饅面上§3幾種工敗程中常立見的主違動(dòng)土壓慘力計(jì)算七.加筋擋似土墻的悟土壓力§4幾種工貓程中常艱見的主喊動(dòng)土壓常力計(jì)算七.加筋泄擋土?xí)x墻的奶土壓吹力HqsVWqsKaHKa§4幾種掩工程