挡土结构物上的土压力

挡土结构物上的土压力概述在港口、水利、路桥及房屋建筑等工程中，挡土结构物（挡土墙）是一种常见的建筑物。挡土结构物的作用是用来挡住墙后的填土并承受来自填土的压力。土体作用在挡土结构物上的压力称为土压力本章的任务是讨论土压力的大小和分布规律的确定方法概述概述概述概述概述概述概述位移对土压力的影响及三种土压力土压力的大小和分布规律不仅与挡土墙的高度、填土的性质有关还与挡土墙的刚度及其位移关系密切主动被动位移对土压力的影响及三种土压力静止土压力E0

挡土墙为刚性不动时，土处于静止状态不产生位移和变形，此时作用在挡土墙上的土压力。主动土压力Ea挡土墙背离填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，墙后土体受到的土压力逐渐减小，当墙后填土达到极限平衡状态时，土压力降为最小值，这是作用在挡土墙上的土压力。被动土压力Ep挡土墙向着填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，墙后土体受到挤压而引起土压力逐渐增大，当墙后填土达到极限平衡状态时，土压力增大为最大值，这是作用在挡土墙上的土压力。静止土压力计算静止土压力只发生在挡土墙为刚性，强体不发生任何位移的情况，实际工程中，作用在深基础侧墙或者U形桥台上土压力，可近似看作静止土压力。按照水平向自重应力的计算公式确定静止土压力计算若墙后填土为均匀体，则单位面积上静止土压力为静止土压力合力为1/3H静止土压力计算若墙后填土中有地下水，则计算静止土压力时，水中土的重度应取浮重度形心1/3H2静止土压力计算静止土压力计算的关键是静止侧压力系数的确定。K0可由室内的或现场的静止侧压力试验来测定。对于砂或正常固结的粘土，可根据有效内摩擦角来确定朗肯土压力理论Rankine土压力理论和Coulomb土压力理论是计算主动土压力和被动土压力的两种基本理论。Rankine土压力理论的基本原理和基本假定基本原理认为墙后填土达到极限平衡状态时，与墙背接触的任一土单元体都处于极限平衡状态，然后根据土单元体处于极限平衡状态时应力所满足的条件来建立土压力的计算公式基本假定土体是具有水平表面的半无限体，墙背竖直光滑，采用这样假定的目的是控制墙后单元体在水平和竖直方向的主应力方向。Rankine土压力理论的基本原理和基本假定Ra三nk三in三e土压三力理三论的三基本三原理三和基三本假三定AOτσ主动三状态被动三状态σxm三in=eaσx=K0σzσzσxm三ax=epRa三nk三in三e土压三力理三论的三基本三原理三和基三本假三定Ra三nk三in三e主动三土压三力计三算基本三计算三公式（5－8）朗肯三理论三的主三动土三压力三系数无粘三性土三的主三动土三压力三计算无粘三性土三的主三动土三压力三计算粘性三土的三主动三土压三力计三算ea=0粘性三土的三主动三土压三力计三算有均三布荷三载时三粘性三土的三主动三土压三力粘性三土的三主动三土压三力计三算有荷三载出现三拉力三区不出三现拉三力区Ra三nk三in三e被动三土压三力计三算基本三计算三公式（5－8）无粘三性土三被动三土压三力的三计算无粘三性土三被动三土压三力的三计算粘性三土被三动土三压力三的计三算粘性三土被三动土三压力三的计三算填土三中有三地下三水时三的土三压力三计算当墙三后填三土中三有水三时，三需考三虑地三下水三位以三下的三填土三由于三浮力三作用三使有三效重三量减三轻引三起的三土压三力减三小，三水下三填土三部分三采用三浮容三重进三行计三算。在计三算作三用在三墙背三上的三总压三力中三应包三括水三压力三的作三用。填土三中有三地下三水时三的土三压力三计算填土三为成三层土三时的三土压三力计三算由于三各层三填土三重度三不同三，使三得填三土竖三向应三力分三布在三土层三交界三面上三出现三转折由于三各层三填土三粘聚三力和三内摩三擦角三不同三，所三以在三计算三主动三或被三动土三压力三系数三时，三需采三用计三算点三所在三土层三的粘三聚力三和内三摩擦三角填土三为成三层土三时的三土压三力计三算库仑三土压三力理三论以整三个滑三动土三体上三力的三平衡三条件三来确三定土三压力填土AφBDCE无粘三性土三主动三土压三力的三计算无粘三性土三主动三土压三力的三计算正弦三定律计算三自重无粘三性土三主动三土压三力的三计算主动三土压三力是三假定三一系三列破三坏面三计算三出的三土压三力中三的最三大值无粘三性土三主动三土压三力的三计算无粘三性土三被动三土压三力的三计算无粘三性土三被动三土压三力的三计算W代入无粘三性土三被动三土压三力的三计算当挡三土墙三向填三土方三向挤三压时三，最三危险三滑动三面上三的P值一三定是三最小三的，三因为此时三滑动三土体三所受三阻力三最小三，最三容易三被向三上推三出，三所以三作用三在墙三背上三的被动土三压力EP值，三应是三假定三一系三列破三坏面三上计三算出三的土三压力三最小三值Pmi三n库尔三曼图三解法上述三的库三仑土三压力三计算三是基三于填三土表三面为三平面三的假三定建三立的三，若三填土三的表三面不三是平三面，三而是三折线三或曲三线时三，就三不能三应用三前述三解析三解直三接计三算，三此时三可以三用图三解法三。库尔三曼图三解法库尔三曼图三解法填土FφAL90三-ε三-φ0C1W1n1m1有超三载所三用时三的土三压力三计算在建三立滑三动土三体的三主动三或被三动极三限平三衡条三件时三，需三增加三一个三方向三竖直三向下三的力三的作三用，三其大三小等三于q与滑三块表三面长三度的三乘积有超三载所三用时三的土三压力三计算有超三载所三用时三的土三压力三计算粘性三填土三的土三压力粘性三填土三与无三粘性三填土三相比三，抗三剪强三度中三包括三粘聚三力的三贡献三，因三此采三用库三仑土三压力三理论三对滑三动块三体进三行受三力分三析时三，当三墙后三填土三达到三极限三平衡三状态三时，三力矢三多边三形需三考虑三墙背三面和三滑动三面上三粘聚三力。粘性三填土三的库三仑土三压力三确定三可采三用试三算图三解法粘性三填土三的土三压力对于三工程三实际三中粘三性填三土问三题，三往往三采用三等代三内摩三擦角三法，三不直三接考三虑粘三性填三土粘三聚力三的影三响，三而是三用一三个等三代内三摩擦三角来三代替三粘土三的两三个强三度指三标，三然后三再按三无粘三性填三土问三题求三解。填土三中有三地下三水时三土压三力的三计算在计三算水三下土三体重三量时三，应三采用三浮容三重进三行计三算。考虑三水的三存在三引起三土的三抗剪三强度三的降三低考虑三水压三力的三作用如果三墙后三填土三中有三稳定三渗流三，那三么在三建立三滑动三土体三静力三平衡三条件三时，三还应三考虑三渗流三力的三作用三。土压三力问三题的三讨论朗肯三与库三仑土三压力三理论三存在三的主三要问三题三种三典型三土压三力理三论在三实际三工程三中的三应用挡土三墙位三移对三土压三力分三布的三影响朗肯三与库三仑土三压力三理论三存在三的主三要问三题朗肯三理论三基于三土单三元体三的应三力极三限平三衡条三件来三建立三，采三用的三假定三是墙三背竖三直光三滑，三填土三面为三水平三，其三计算三结果三偏于三保守三。库仑三土压三力理三论基三于滑三动块三体的三静力三平衡三条件三来建三立，三采用三的假三定是三破坏三面为三平面三。但三当墙三背与三填土三的摩三擦角三较大三时，三在土三体中三产生三的滑三动面三往往三是一三个曲三面，三会产三生较三大的三误差被动三土压三力的三计算三常采三用朗三肯理三论朗肯三与库三仑土三压力三理论三存在三的主三要问三题在实三际工三程中三，当三墙背三倾斜三角较三大超三过一三定范三围后三，滑三动块三体不三会沿三墙背三滑动三，而三是沿三着途三中某三一平三面滑三动，三即产三生所三谓的三第二三滑裂三面三种三典型三土压三力在三实际三工程三中的三应用挡土三墙位三移对三土压三力分三布的三影响挡土三墙下三端不三动，三上端三向外三移动三，无三论位三移多三少，三作用三在墙三背上三的压三力都三按直三线分三布。三当墙三上端三的移三动达三到一三定数三值后三，墙三后填三土会三发生三主动三破坏三，此三时作三用在三墙上三的土三压力三称为三主动三土压三力。挡土三墙位三移对三土压三力分三布的三影响挡土三墙上三端不三动，三下端三向外三移动三，无三论位三移达三到多三大，三都不三能使三填土三内发三生主三动破三坏，三压力三为曲三线分三布，三总压三力作三用点三位移三墙底三以上三越H/三2处挡土三墙位三移对三土压三力分三布的三影响挡土三墙的三上端三和下三端都三向外三移动三，当三位移三的大三小未三达到三足以三使填三土发三生主三动破三坏时三，压三力也三是称三为曲三线分三布，三当位三移超三过某三一值三后填三土将三发生三主动三破坏三，应三力成三直线三分布三。工程三中挡三土墙三的土三压力三计算实际三工程三中所三遇到三的土三压力三计算三往往三比较三复杂三，有三时不三能直三接用三朗肯三和库三仑土三压力三理论三求解三，需三要某三种近三似方三法简三化处三理填土三表面三有局三部均三布荷三载时三的土三压力三计