岩土力学-第六章挡土结构物上的土压力双语课件

第六章挡土结构物上的土压力

Chapter6LateralPressurebetweenasoilmassandanadjoiningearth-structure.

第一节概述6.1Induction

Thischapterdealswiththemagnitudeanddistributionoflateralpressurebetweenasoilmassandanadjoiningearth-retainingstructure(挡土结构物,俗称挡土墙).挡土墙的结构型式2/7/20231课件一、挡土墙的结构类型对土压力分布的影响Theinfluenceofstructuretypesofearth-retainingwalloncdistribution(一)、刚性挡土墙（rigidearth-retainingwall）用砖、石、混凝土所筑成，断面较大。图6-2刚性挡土墙背上压力分布图6-3柔性挡土墙背上压力分布2/7/20232课件

(二)、柔性挡土墙（flexibleearth-retainingwall）（三）临时支撑（temporarybrace）一基坑壁围护时采用由横板、立柱和支撑组成二、墙体位移与土压类型（刚性土压力）Walldisplacementandlateralearthpressuretypes（一）静止土压力(stilllateralpressure)挡土墙的刚度很大，在土压力作用下墙处于静止不动的状态，即位移为零，墙后土体处于弹性平衡状态。使挡土墙保持静止的条件（1）墙身尺寸足够大（2）墙身砼与基岩牢固地联结在一起（3）挡土墙地基不产生不均匀沉降

2/7/20233课件结论：墙体位移对土压力影响：图6-6①E0属于弹性状态土压力，可用弹性理论计算；Ea、Ep则属于极限平衡状态土压力，用以抗剪强度和极限平衡理论为基础的古典郎土压力理论——肯土压力理论和库伦土压力理论计算；②图6-6墙体位移与土压力关系曲线2/7/20235课件三、影响土压力的因素Thefactorsofinfluencinglateralearthpressure（1）挡土墙的高度，结构型式，墙背形状（倾斜、俯斜或垂直）和光滑程度；（2）挡土墙的位移方向（向前、向后、静止不动）和位移量的大小；（3）墙后填土表面的形状（水平、向上倾斜、向下倾斜）及荷载作用情况（集中荷载，均布荷载或任意分布荷载）（4）墙土的物理力学性质，包括填土的容重，包括含水量w，内磨擦角和粘聚力c等。2/7/20236课件第二节静止土压力的计算

6.4TheCalculationofearthpressureatrest一、静止土压力(earthpressureatrest)半无限弹性的应力状态求解（静止土压力强度）（KPa）2/7/20237课件第三节朗肯土压力理论

6.3Rankine’sTheoryofEarthPressure

一、基本原理(basicprinciples)图6-9，6-102/7/20239课件二、水平填土面上的朗肯土压力TheRankine’searthpressureonthelevelfillsurface假设:（1）墙体为刚性体 （2）墙背垂直，光滑

Considerasemi-infinitemassofsoilwithahorizontalSurfaceandhavingaverticalboundaryformedbyasmoothwallsurfaceextendingtosemi-infinitedepth,asrepresentedinFig6-9.Thesoilisassumedtobehomogeneous（均匀）andisotopic（各向同性）.（一）主动土压力（Activeearthpressure）1．无粘性土(none-cohesivesoil)C=0，由（5-14）

2/7/202310课件2．粘性土(cohesivesoil)将代入得（6-7）（6-6）2/7/202311课件（二）被动土压力（Passiveearthpressure）1．无粘性土(none-cohesivesoil)将代入——被动土压力系数合力：（图6-13）2/7/202313课件1．粘性土(cohesivesoil)同理将

代入得合力：（图6-14）2/7/202314课件（二）应力法求解无粘性土主动土压力

Tocalculatetheactiveearthpressurebystressmethod①∵

故ac面上正应力

即为A点，画出与水平成在座标系上作点2/7/202315课件故B点代表单元体竖直面上应力，即根据几何关系可推出：

可以看出，当=0时，简写为（6-14）（6-15）同理：（6-19）上述公式适用条件：2/7/202317课件例：试用朗肯土压力理论计算主动土压力及其作用点的位置和方向。方向取AB解：从A点作竖直线AC，求出AC上：计算AB与AC间填土重量：

作用于AB上土压力为与的合力C2/7/202318课件作用在墙底以上：

作用方向与水平面夹角2/7/202319课件图6-192/7/202321课件（三）取滑动楔体ABC为隔离体进行受力分析TakethetrialwedgeABCasaseparatingparttoanalysetheforcesactingontheitREWREW（a）主动状态（b）被动状态Theforcesactingonthesoilwedgeatfailureare:(1)theweightofthewedge(W)(2)thereaction(E)betweenthewallandthesoil,actingatanglebelowthenormal;(3)thereaction(R)onthefailureplane,actingatanglebelowthenormal;2/7/202322课件1．作出E、R的方向2．由力三角形，求E、R大小3．求极值，找出真正滑裂面。二、数解法(mathematicsmethod)（1）楔体重量（取沿墙长度为1m）图6-212/7/202323课件式中

为定值变化范围，∵ 时，R与W重合，时，无楔形体（∵AC与AB重合）

中间必有最大值求出最危险的滑裂面和相应的破坏角2/7/202325课件代入E求得土压力强度沿墙高的分布形式：(6-22)图6-22库伦土压力强度分布2/7/202326课件库仑：整体→极限平衡→静力平衡条件→总土压力 或（滑动楔体法）二、适用范围(Applicationscopes)（一）坦墙的土压力计算Theearthpressurecalculationofflatretainingwall1．什么是坦墙(flatretainingwall)——出现第二滑裂面之挡土墙讨论：（1）ABC尚未处于极限平衡状态视为墙体的一部分（2）应为与之合力图6-28坦墙与第二滑裂面ABC第一滑裂面第二滑裂面2/7/202