土力学第七章土压力计算(不含库仑土压力理论)

第七章土土压力计算内容提提要土压压力力的的类类型型静止止土土压压力力计计算算朗金金（（Rankine）土压压力力理理论论主动动土土压压力力计计算算被动动土土压压力力计计算算库仑仑（（Coulomb）土压压力力理理论论主动动土土压压力力计计算算被动动土土压压力力计计算算什么么是是土土压压力力？什么么是是挡挡土土结结构构物物？问题题土压压力力土挡土土墙墙Retainingwall土压压力力挡土土结结构构物物挡土土结结构构物物（（挡挡土土墙墙））是是一一种种人人工工构构筑筑物物，，广广泛泛应应用用于于土土木木、、水水利利和和交交通通等等工工程程领领域域。。其其作作用用为为：：支挡挡土土体体的的侧侧向向位位移移，，保保证证土土体体或或土土工工构构筑筑物物的的稳稳定定性性；；使部部分分侧侧向向荷荷载载分分散散传传递递到到土土体体上上。。拱桥桥桥桥台台挡土土结结构构物物土压压力力挡土土结结构构物物（（挡挡土土墙墙））所所承承受受的的来来自自墙墙后后填填土土的的侧侧向向压压力力总总称称为为土土压压力力。。产生生土土压压力力的的主主要要原原因因包包括括：：土体体自自重重引引起起的的侧侧向向压压力力，，水水压压力力，，构筑筑物物荷荷载载，，施施工工荷荷载载，，地地震震荷荷载载等。。一些些挡挡土土墙墙的的工工程程实实例例清华华园园甲甲所所背背面面的的挡挡土土墙墙－－浆浆砌砌块块石石E一些些挡挡土土墙墙的的工工程程实实例例E填土土堤岸岸挡挡土土墙墙一些些挡挡土土墙墙的的工工程程实实例例隧道道衬衬砌砌一些些挡挡土土墙墙的的工工程程实实例例E拱桥桥桥桥台台一些些挡挡土土墙墙的的工工程程实实例例地下室侧墙E填土一些些挡挡土土墙墙的的工工程程实实例例护坡坡桩桩形形成成的的挡挡土土结结构构本章章讨讨论论的的中中心心问问题题作用用在在挡挡土土墙墙上上的的土土压压力力的的计计算算，，包包括括：：土压压力力的的大大小小、、方方向向、、分分布布规规律律、、合合力力的的大大小小及及作作用用点点。。土压压力力的的影影响响因因素素土压压力力的的大大小小及及其其分分布布规规律律的的影影响响因因素素：：挡土土墙墙的的位位移移方方向向；；挡土土墙墙和和墙墙后后土土体体相相对对位位移移的的大大小小；；墙后后土土体体的的性性质质；；挡土土墙墙的的刚刚度度和和高高度度等等。。土压压力力的的三三种种类类型型根据据挡土土墙墙的的位位移移方方向向和墙后后土土体体的的应应力力状状态态，可可以以将将土土压压力力分分为为如如下下三三种种类类型型：：主动动土土压压力力被动动土土压压力力静止止土土压压力力静止止土土压压力力（（Earthpressureatrest）墙体体静止止不不动动静止止土土压压力力主动动土土压压力力（（Activeearthpressure）墙体背离填土方向向移动土压力逐逐渐减小小土体达到到极限平平衡状态态，土压压力达到到最小值值主动土压压力被动土压压力（Passiveearthpressure）墙体朝向填土方向向移动土压力逐逐渐增大大土体达到到极限平平衡状态态，土压压力达到到最大值值被动土压压力土压力与与挡土墙墙位移的的关系EEpE0Ea挡土墙背背离土体体移动挡土墙朝朝向土体体移动静止土压压力计算算svshshzsv土体处于于侧限条条件下的的弹性平平衡状态态静止土压压力系数静止土压压力计算算HH/3K0HE0Rankine土压力理理论复习：莫莫尔—库仑强度度理论粘性土无粘性土土Rankine土压力理理论基本原理理认为作用用在挡土土墙上的的土压力力就是墙墙后半无无限土体体达到极极限平衡衡状态时时的应力力。根据土体处于于极限平平衡状态态时的最最大和最最小主应应力的相相互关系系来建立土土压力的的计算公公式。Rankine土压力理理论基本假定定挡土墙墙墙背竖直直、光滑滑。土体是具具有水平平表面的的半无限限体。sxsyz土体中不不存在剪剪应力土单元体体的水平平和竖直直方向的应应力为主主应力O弹性平衡衡状态z=1=zRankine主动土压压力—计算原理理x=3=K0zxmin=3=paRankine主动土压压力—计算原理理z=1=zO主动Rankine状态Rankine主动土压力力—计算原理基本计算公公式Rankine主动土压力力系数Rankine主动土压力力—计算方法Rankine主动土压力力系数Rankine主动土压力力—计算方法Ka只与内摩擦角有关。无粘性土的的主动土压压力计算HH/3HKaEa粘性土的主主动土压力力计算pa=0土自重引起起的土压力力粘聚力引起起的负侧压压力h0H临界深度h0H受拉区的作用不考虑虑（H-h0)/3Ea粘性土的主主动土压力力计算xmax=1=ppRankine被动土压力力—计算原理被动Rankine状态z=3=z主动Rankine状态ORankine被动土压力力—计算原理基本计算公公式Rankine被动土压力力系数Rankine被动土压力力—计算方法Rankine被动土压力力系数Kp只与内摩擦角有关。Rankine被动土压力力—计算算方方法法H/3HKpHEp无粘粘性性土土的的被被动动土土压压力力计计算算hHEp粘性性土土的的被被动动土土压压力力计计算算三个个土土压压力力系系数数的的比比较较几种种特特殊殊情情况况下下的的Rankine土压压力力计计算算填土土表表面面有有连连续续的的均均布布荷荷载载成层层填填土土墙后后填填土土中中有有地地下下水水填土土表表面面有有连连续续均均布布荷荷载载时时的的Rankine土压压力力计计算算H计算算方方法法：：将均均布布荷荷载载换换算算成成当当量量土土重重。。填土土表表面面有有连连续续均均布布荷荷载载时时的的Rankine土压压力力计计算算无粘粘性性土土的的被被动动土土压压力力HEp无粘粘性性土土的的主主动动土土压压力力HEa粘性土的主动动土压力Hh0临界深度成层填土时的的Rankine土压力计算B逐层计算，各各土层由土体体自重引起的的土压力进行行叠加。采用计算点所所在土层的粘粘聚力和内摩摩擦角计算主主动或被动土土压力系数。。由于各土层的的物理力学性性质不同，在在土层分界面面上土压力的的分布有突变变。成层填土时的的Rankine土压力计算B成层填土时的的Rankine土压力计算B成层填土时的的Rankine土压力计算B成层填土时的的Rankine土压力计算墙后填土中有有地下水时的