PPT挡土结构物上的土压力

挡土结构物物上的土压压力概述在港口、水水利、路桥桥及房屋建建筑等工程程中，挡土土结构物（（挡土墙））是一种常常见的建筑筑物。挡土结构物物的作用是是用来挡住住墙后的填填土并承受受来自填土土的压力。。土体作用在在挡土结构构物上的压压力称为土土压力本章的任务务是讨论土土压力的大大小和分布布规律的确确定方法概述概述概述概述概述概述概述位移对土压压力的影响响及三种土土压力土压力的大大小和分布布规律不仅仅与挡土墙墙的高度、、填土的性性质有关还还与挡土墙墙的刚度及及其位移关关系密切主动被动位移对土压压力的影响响及三种土土压力静止土压力力E0挡土墙为刚刚性不动时时，土处于于静止状态态不产生位位移和变形形，此时作作用在挡土土墙上的土土压力。主动土压力力Ea挡土墙背离离填土方向向转动或移移动时，随随着位移量量的逐渐增增加，墙后后土体受到到的土压力力逐渐减小小，当墙后后填土达到到极限平衡衡状态时，，土压力降降为最小值值，这是作作用在挡土土墙上的土土压力。被动土压力力Ep挡土墙向着着填土方向向转动或移移动时，随随着位移量量的逐渐增增加，墙后后土体受到到挤压而引引起土压力力逐渐增大大，当墙后后填土达到到极限平衡衡状态时，，土压力增增大为最大大值，这是是作用在挡挡土墙上的的土压力。。静止土压力力计算静止土压力力只发生在在挡土墙为为刚性，强强体不发生生任何位移移的情况，，实际工程程中，作用用在深基础础侧墙或者者U形桥台上土土压力，可可近似看作作静止土压压力。按照水平向向自重应力力的计算公公式确定静止土压力力计算若墙后填土土为均匀体体，则单位位面积上静静止土压力力为静止土压力力合力为1/3H静止土压力力计算若墙后填土土中有地下下水，则计计算静止土土压力时，，水中土的的重度应取取浮重度形心1/3H2静止土压力力计算静止土压力力计算的关关键是静止止侧压力系系数的确定定。K0可由室内的的或现场的的静止侧压压力试验来来测定。对于砂或正正常固结的的粘土，可可根据有效效内摩擦角角来确定朗肯土压力力理论Rankine土压力理论论和Coulomb土压力理论论是计算主主动土压力力和被动土土压力的两两种基本理理论。Rankine土压力理论论的基本原原理和基本本假定基本原理认为墙后填填土达到极极限平衡状状态时，与与墙背接触触的任一土土单元体都都处于极限限平衡状态态，然后根根据土单元元体处于极极限平衡状状态时应力力所满足的的条件来建建立土压力力的计算公公式基本假定土体是具有有水平表面面的半无限限体，墙背背竖直光滑滑，采用这这样假定的的目的是控控制墙后单单元体在水水平和竖直直方向的主主应力方向向。Rankine土压力理论论的基本原原理和基本本假定Rankine土压力理论论的基本原原理和基本本假定AOτσ主动状态被动状态σxmin=eaσx=K0σzσzσxmax=epRankine土压力理论论的基本原原理和基本本假定Rankine主动土压力力计算基本计算公公式（5－8）朗肯理论的的主动土压压力系数无粘性土的的主动土压压力计算无粘性土的的主动土压压力计算粘性土的主主动土压力力计算ea=0粘性土的主主动土压力力计算有均布荷载载时粘性土土的主动土土压力粘性土的主主动土压力力计算有荷载出现拉力区区不出现拉力力区Rankine被动土压力力计算基本计算公公式（5－8）无粘性土被被动土压力力的计算无粘性土被被动土压力力的计算粘性性土土被被动动土土压压力力的的计计算算粘性性土土被被动动土土压压力力的的计计算算填土土中中有有地地下下水水时时的的土土压压力力计计算算当墙墙后后填填土土中中有有水水时时，，需需考考虑虑地地下下水水位位以以下下的的填填土土由由于于浮浮力力作作用用使使有有效效重重量量减减轻轻引引起起的的土土压压力力减减小小，，水水下下填填土土部部分分采采用用浮浮容容重重进进行行计计算算。。在计计算算作作用用在在墙墙背背上上的的总总压压力力中中应应包包括括水水压压力力的的作作用用。。填土土中中有有地地下下水水时时的的土土压压力力计计算算填土土为为成成层层土土时时的的土土压压力力计计算算由于于各各层层填填土土重重度度不不同同，，使使得得填填土土竖竖向向应应力力分分布布在在土土层层交交界界面面上上出出现现转转折折由于于各各层层填填土土粘粘聚聚力力和和内内摩摩擦擦角角不不同同，，所所以以在在计计算算主主动动或或被被动动土土压压力力系系数数时时，，需需采采用用计计算算点点所所在在土土层层的的粘粘聚聚力力和和内内摩摩擦擦角角填土土为为成成层层土土时时的的土土压压力力计计算算库仑仑土土压压力力理理论论以整整个个滑滑动动土土体体上上力力的的平平衡衡条条件件来来确确定定土土压压力力填土AφBDCE无粘粘性性土土主主动动土土压压力力的的计计算算无粘粘性性土土主主动动土土压压力力的的计计算算正弦弦定定律律计算算自自重重无粘粘性性土土主主动动土土压压力力的的计计算算主动动土土压压力力是是假假定定一一系系列列破破坏坏面面计计算算出出的的土土压压力力中中的的最最大大值值无粘粘性性土土主主动动土土压压力力的的计计算算无粘粘性性土土被被动动土土压压力力的的计计算算无粘粘性性土土被被动动土土压压力力的的计计算算W代入入无粘粘性性土土被被动动土土压压力力的的计计算算当挡挡土土墙墙向向填填土土方方向向挤挤压压时时，，最最危危险险滑滑动动面面上上的的P值一一定定是是最最小小的的，，因因为为此时时滑滑动动土土体体所所受受阻阻力力最最小小，，最最容容易易被被向向上上推推出出，，所所以以作作用用在在墙墙背背上上的的被被动土土压压力力EP值，，应应是是假假定定一一系系列列破破坏坏面面上上计计算算出出的的土土压压力力最最小小值值Pmin库尔尔曼曼图图解解法法上述述的的库库仑仑土土压压力力计计算算是是基基于于填填土土表表面面为为平平面面的的假假定定建建立立的的，，若若填填土土的的表表面面不不是是平平面面，，而而是是折折线线或或曲曲线线时时，，就就不不能能应应用用前前述述解解析析解解直直接接计计算算，，此此时时可可以以用用图图解解法法。。库尔曼图解解法库尔曼图解解法填土FφAL90-ε-φ0C1W1n1m1有超载所用用时的土压压力计算在建立滑动动土体的主主动或被动动极限平衡衡条件时，，需增加一一个方向竖竖直向下的的力的作用用，其大小小等于q与滑块表面面长度的乘乘积有超载所用用时的土压压力计算有超载所用用时的土压压力计算粘性填土的的土压力粘性填土与与无粘性填填土相比，，抗剪强度度中包括粘粘聚力的贡贡献，因此此采用库仑仑土压力理理论对滑动动块体进行行受力分析析时，当墙墙后填土达达到极限平平衡状态时时，力矢多多边形需考考虑墙背面面和滑动面面上粘聚力力。粘性填土的的库仑土压压力确定可可采用试算算图解法粘性填土的的土压力对于工程实实际中粘性性填土问题题，往往采采用等代内内摩擦角法法，不直接接考虑粘性性填土粘聚聚力的影响响，而是用用一个等代代内摩擦角角来代替粘粘土的两个个强度指标标，然后再再按无粘性性填土问题题求解。填土中有地地下水时土土压力的计计算在计算水下下土体重量量时，应采采用浮容重重进行计算算。考虑水的存存在引起土土的抗剪强强度的降低低考虑水压力力的作用如果墙后填填土中有稳稳定渗流，，那么在建建立滑动土土体静力平平衡条件时时，还应考考虑渗流力力的作用。。土压力问题题的讨论朗肯与库仑仑土压力理理论存在的的主要问题题三种典型土土压力理论论在实际工工程中的应应用挡土墙位移移对土压力力分布的影影响朗肯与库仑仑土压力理理论存在的的主要问题题朗肯理论基基于土单元元体的应力力极限平衡衡条件来建建立，采用用的假定是是墙背竖直直光滑，填填土面为水水平，其计计算结果偏偏于保守。。库仑土压力力理论基于于滑动块体体的静力平平衡条件来来建立，采采用的假定定是破坏面面为平面。。但当墙背背与填土的的摩擦角较较大时，在在土体中产产生的滑动动面往往是是一个曲面面，会产生生较大的误误差被动土压力力的计算常常采用朗肯肯理论朗肯与库仑仑土压力理理论存在的的主要问题题在实际工程程中，当墙墙背倾斜角角较大超过过一定范围围后，滑动动块体不会会沿墙背滑滑动，而是是沿着途中中某一平面面滑动，即即产生所谓谓的第二滑滑裂面三种典型土土压力在实实际工程中中的应用挡土墙位移移对土压力力分布的影影响挡土墙下端端不动，上上端向外移移动，无论论位移多少少，作用在在墙背上的的压力都按按直线分布布。当墙上上端的移动动达到一定定数值后，，墙后填土土会发生主主动破坏，，此时作用用在墙上的的土压力称称为主动土土压力。挡土墙位移移对土压力力分布