挡土结构物及土压力讲义

土压力计算排水管排水孔混凝土墙土工织物反滤砂砾石料第二章挡土墙

Retainingwall土压力Earthpressure土压力Earthpressure土2.1概述2.2静止土压力计算2.3朗肯(Rankine)土压力理论2.4库仑(Coulomb)土压力理论2.5土压力问题的讨论2.6工程中挡土墙的土压力计算本章目录§2.1概述什么是挡土结构物Retainingstructure什么是土压力

Earthpressure影响土压力的因素一、挡土结构物（挡土墙）及土压力挡土结构物：用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定性，或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。

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2.1概述支撑天然斜坡E拱桥桥台E挡土墙上的土压力：由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。挡土墙类型（按刚度及位移方式）:

刚性挡土墙柔性挡土墙锚杆板桩板桩变形

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2.1概述刚性挡土墙：本身变形极小，只能发生整体位移

重力式悬臂式扶壁式

锚拉式

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2.1概述Rigidwall支撑天然斜坡E地下室侧墙E填土E填土堤岸挡土墙拱桥桥台E

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2.1概述挡土墙－浆砌块石

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2.1概述护坡桩形成的挡土结构

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2.1概述土工格栅加筋建成5～6.5m高的加筋挡土墙

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2.1概述

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2.1概述加筋土挡墙

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2.1概述

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2.1概述

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2.1概述

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2.1概述柔性挡土墙：本身会发生变形，墙上土压力分布形式复杂锚杆板桩板桩变形板桩上土压力实测计算板桩锚杆基坑支撑上的土压力变形土压力分布

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2.1概述本部分要讨论的中心问题刚性挡土墙上的土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布及合力作用点。

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2.1概述3.被动土压力（Passiveearthpressure)二、土压力的种类1.静止土压力（Earthpressureatrest)2.主动土压力（Activeearthpressure)岩石拱桥桥台

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2.1概述墙体位犯移与土兵压力类陪型§2.赵1概述静止土垂压力H+-=H土压力EEpE0Ea-H1~5%1~5%0d=D/H=0地下室E=省E0地下室侧墙E填土§2.1概述主动他土压括力墙体外移，土压卖力逐浙渐减小，当土既体破坏，达到极限平锅衡状态时所对艳应的土尼压力(最小)EH+土压力EEpE0Ea-H=H1~5%1~5%0§2.1概述被动当土压测力墙体内移，土压得力逐做渐增大，当土体破坏，达到极限污平衡监状态时所对律应的土搁压力(最大)土压力EEpE0Ea-H=H1~5%1~5%0-§2.糕1概述§2.灭2静止土室压力计衣算静止跟土压股力墙体不笼发生任殿何位移=钥0相当于疫天然地样基土的南应力状川态（侧敲限状态举）——k0应力竖状态嵌岩的挡土墙地下撒室§2.宋2静止婚土压队力计陶算svsvshp0=shzK0:静止革土压印力系棵数对于泊侧限垮应力聋状态世，理化论上啊：K0=n首/(辉1-颗n)对于砂馆土、正集常固结以粘土由于土大的n很难确贵定，K0常用壤经验句公式驳计算静止屿土压绝力计衫算HzE0总静附止土侵压力§2阔.2静止土睁压力计佣算形心1/3撑H2若墙后碎填土中货有地下病水，则碑计算静轧止土压谋力时，百水中土笋的重度馆应取浮重株度§2.枝2静止土解压力计束算§2.3朗肯鲜土压均力理山论1朗肯筑极限及平衡阅应力饱状态自重应传力作用恼下，半届无限土周体内各殿点的应插力从弹伟性平衡纵状态发从展为极笨限平衡导状态的娇情况。3fv=如zK0v主动冤极限医平衡侮应力组状态s1s345+f/21fv=zK0v被动极扮限平衡秩应力状镜态§2.择3朗肯愿土压恶力理俗论s1s3s3s145-f/22朗肯土假压力计蹈算假定：墙背垂馒直光滑德，填土鸽表面水程平Hsvsh于是方：sv、sh为主应摸力，且sv=zz§2.歪3朗肯土热压力理夏论朗肯桑主动顽土压何力计哪算－填土为无粘施性土抽（砂绑土）s145+f/2竖向应堤力为大子主应力水平后向应达力为收小主毁应力无粘暑性土恩的极应限平明衡条讽件z于是周：主动君土压指力强脾度pa=3fv=zK0vpa=s3§2.3朗肯土瞧压力理跟论s145+f/2pa=s3z主动土领压力强奔度－朗肯诉主动委土压哪力系韵数总主坊动土笋压力§2.3朗肯礼土压蹲力理钢论朗肯主御动土压姑力计算－填土饿为无粘性草土（砂槽土）朗肯主维动土压怒力计算－填土为粘性土竖向宪应力殊为大欣主应捧力水平她向应困力为铸小主寒应力粘性它土的霉极限送平衡撤条件于是议：主动轨土压洁力强占度pa=3fv=zK0v§2.3朗肯雀土压哑力理蜘论主动融土压帝力强溪度－朗肯辨主动伟土压正力系希数负号45+f/2z0－z0z>z0z<z0§2.砍3朗肯土释压力理牙论朗肯主竞动土压叨力计算－填土为粘性劫土HEa总主动践土压力－z0§2.3朗肯土终压力理气论朗肯主课动土压傲力计算－填土为粘性土例题朗肯被动土压力池计算－填土之为无荡粘性缺土（哭砂土贝）竖向革应力刊为小弃主应奥力水平向叨应力为注大主应鲁力45-f/2无粘性框土的极量限平衡棋条件于是：被动土查压力强些度pp=1fv=zK0vpp=s1s3z§2.史3朗肯土荣压力理暗论45-f/2pp=s1s3z被动压土压该力强蕉度－朗肯被汪动土压咽力系数总被硬动土鲁压力§2.递3朗肯土结压力理周论朗肯被动土压力洞计算－填土为硬无粘性震土（砂冻土）朗肯被动脉土压帜力计算－填土为粘性土竖向应疑力为小霜主应力水平向岂应力为缩慧大主应魄力粘性土临的极限狡平衡条催件于是喝：被动土脑压力强扣度pp=1fv=zK0v§2.融3朗肯土目压力理火论朗肯被动牙土压妹力计算－填土或为粘性羊土被动摧土压北力强锦度－朗肯里被动内土压无力系痕数正号EpH总被动听土压力§2.俗3朗肯怀土压棵力理搞论小结聋：朗要肯土低压力蛙理论墙背歪垂直道光滑主动绩和被乳动极限平笼衡条件砂土和拜粘性土1fv=传zK0vs1s345-f/245+f/23fs1s3§2.均3朗肯土旧压力理搬论粘性途土的断主动熊土压乱力HEa不支光护直休立开秒挖的音最大胃深度－z0§2.3朗肯青土压错力理阀论主动洽土压酿力系饿数被动罚土压奴力系将数静止土挣压力系点数§2.3朗肯土姑压力理蠢论§2.4库仑我土压执力理骂论墙背倾胡斜、粗挤糙、填祥土倾斜筒时？库仑土礼压力理邮论库仑C.割A暑.安Co岂ul闻om荷b(1芒73壳6-来18搁06迈)墙背秩倾斜失，具沫有倾狱角墙背顿粗糙粪，与越填土扫摩擦表角为填土表幅面有倾昆角出发点减：平面滑燥裂面假惜设：滑裂面岭为平面假设条叔件：刚体械滑动裤假设韵：破坏隔土楔蛾为刚程体，滑动云楔体瓣整体侵处于寒极限萌平衡慎状态§2.4库仑艰土压蠢力理裙论ACHB无粘性编土的主忠动土压昂力WER－WRE-寺=9君0-羽-、E§2.4库仑土钓压力理序论EEa－库仑证主动紫土压怀力系甚数Ea特例航：===洽0，即墙确背垂直剧光滑，脑填土表疏面水平破时，与凡朗肯理泽论等价土压力被分布：三角形睁分布§2.4库仑谈土压姑力理淹论ABCH无粘性价土的被爷动土压当力WRE员+盾=9肠0+鉴-、EWER§2.昏4库仑须土压阀力理煮论EEp－库仑序被动垃土压改力系荡数土压力阶分布：三角形伍分布§2.4库仑哭土压迈力理垒论图解健法——当版填土系表面塞不是将平面舒时§2.4库仑土页压力理跪论库尔曼丸（Cu警lm冰an敢n）图解塌法W方向Ea方向=发90品-看-顺§2.4库仑邮土压作力理稼论粘性填姻土的土拴压力W中包悦括BC黑DE§2.4库仑土愁压力理帐论§2.5土压力巷问题的依讨论1、分析卵方法E朗肯理论库仑理论土体内各点均处于极限平衡状态：极限应力法刚性楔体，滑面上处于极限平衡状态：滑动楔体法先求土压力强度p先求总土压力E极限平忙衡状态两种土将压力理警论的比箩较§2.档5土压哭力问锋题的多讨论朗肯理论库仑理论

墙背条件墙背光滑竖直

墙背可以是倾斜粗糙的

填土条件填土水平填土表面为水平或者倾斜的E2、应用凡条件3计算误饶差——朗肯土修压力理闪论WREa'Ea实际盟0WREpEp'主动啄土压霸力偏大被动土革压力偏小§2.麻5土压广力问忠题的恭讨论3计算误恼差——库仑土花压力理倘论实际脾滑裂桶面不兆一定推是平性面主动土固压力偏小被动宵土压载力偏大滑动面滑动面主动土踪蝶压力搜崇索得到角的不一妇定是最殃大值被动土霜压力搜递索得到喂的不一汗定是最惊小值§2.5土压力维问题的楚讨论对于无征粘性土躁，朗肯崭理论由丽于忽略偿了墙背妨面的摩恐擦影响分，计算尸的主动笨土压力颠偏大，步用库伦如理论则沾比较符幅合实际逗。但是直，在工尤程设计友中由于辟考虑到丙朗肯计霉算公式扯简便，耀误差偏镜于安全断方面，诉常用朗键肯计算士。对于浇有粘纪聚力醉的粘叹性填犁土，扎用朗特肯土感压力佛公式麦可以正直接只计算疤，用晕库仑葱理论退却不经能计拆算，估往往种用折责减内篇摩擦葬角的正办法惠考虑典粘聚太力的泳影响转，误续差可呜能较妄大。计算被确动土压掠力用假吊定平面阁破坏面给的库仑转理论，迁误差太倚大，用涛朗肯理充论计算买，误差肉相对小布一些，哄但也是这偏大的糟。在实虎际工锦程问治题中飘，土德压力橡计算桐是比娘较复博杂的做。计算毛误差——结论工程怠中使浅用被踪蝶动土耕压力盘较少馆。因枝为所寻需相适对位舟移太嚷大§2.5土压沿力问环题的款讨论三种典联型土压孤力在实永际工程跑中的应只用对于语一般状的挡蒸土墙术，土智压力瞧通常栽都可莫按主喘动土胶压力计算置。对于弯直接床浇注态在基睬岩上嫂的挡量土墙咳在设督计中促常将瞒主动土材压力斜增大25％作为转计算的素土压力啊，如图呜所示。填厌土压实背，土压热力将增谷大，甚杠至可能倍超过静止土克压力两。被动土希压力发大生在墙黎向填土廉方向的纠位移比骡较大的情况，溜要求位杏移量达咏到墙高作的0.0拒2到0.0躺5。这良样大的位沫移是工渴程中所共不允许否的。因硬此，在描验算挡土墙内的稳挖定性岛时，筒不能疏全部钻采用虾被动赤土压处力的睡数值，通应常取其30％。§2.惹5土压力肉问题的勤讨论挡土墙趟位移对臭土压力订的影响若墙假的下障端不肚动，或上端秃向外飘移动缸，压逗力为体直线滥分布宝，总沾应力冶作用选在墙至底面单上H/3处，晶如图(a慈)所示粗。当掀上端付的移纹动达素到相肆当数车值时竖，填构土发躲生破诉坏，镇此时谷作用妥在墙念上的抖土压滴力为残主动舒土压老力。若墙服的上饥端不捏动下们端向筹外移算动时否，位躬移的于大小被不能押使填破土发秆生主完动破程坏，卷压力冬为曲拳线分览布。列总应匀力作壁用在急墙底您面以扮上H/2处，如祸图（b）所均示。若墙迅的上药端和缺下端劈燕都向闯外移排动，股位移溉的大正小未束使填悔土发圣生主湿动破弯坏，要压力底也是响曲线挽分布性，如恼图（c）所税示，航总应节力作较用在H/2附近急。当死位移站超过胖图（a）上端孝转动所太发生的幕主动破架坏的位瓶移时，倍填土中锈也将发喉生主动燃破坏，念压力成祖为直线璃分布，设压力作汤用点降糠至H/3处。§2.5土压力假问题的车讨论§2.6工程塔中挡招土墙葱的土存压力钻计算－几伟种常副见的锋土压嘱力计逢算1.填土上笨有荷载2.成层填雪土情况3.填土践中有腾水4.坦墙5.折线墙镜背面上沸的土压辫力6.开挖情坝况下的圾土压力7.地震重时的毅土压忙力§2.黎6几种读常见值的主鹿动土轨压力搅计算1填土咽上有酬荷载s145+f/2pa=3fv=z呈+qK0vzpa=s3q朗肯闪土压排力理女论1填土众上有忆荷载库仑睬土压静力理泄论§2.所6几种常个见的主显动土压冒力计算局部洽荷载——朗肯理迟论§2.内6几种隐常见级的主军动土捞压力乌计算局部荷兆载——库仑荡理论WERqWREaEaQ§2.愉6几种常肌见的主皆动土压罢力计算2成层填路土情况g1f1c1g2f2c2H1H2§2.为6几种常肠见的主垫动土压译力计算f2<f1f2>f1c1=c2=0时g2f2H1H2g1f1f1=f2时g2>g1g2<g1g1=g2时§2.6几种抄常见办的主绣动土轰压力镜计算c1=0c2>0c1>0c2=0c1、c2不为0时g2

f2

H1H2g1

f1

g1=g2f2=f1时§2.6几种烤常见若的主屿动土际压力回计算H1H23填土愿中有顷水水下受部分逮用浮讲容重土压力土压力水压力静水澡情况水压力§2.炒6几种蝇常见骡的主育动土召压力叼计算4坦墙a>acr=4穴5o-f/2(1泉)垂直阳于假互设墙亮面CD上主窃动土窜压力Ea=1/成2KaH2(2)作用慈在真抹实墙烘面AC上的熄土压绪力WEa´Ea第一类滑裂庆面第二演滑裂乎面WEa´§2.搜6几种常献见的主享动土压源力计算crEa´W§2.午6几种常贵见的主蚁动土压社力计算5折线墙翅背面上话的土压残力Ea1dEa2+CABDADCB小挡泊土墙未土压加力假设稀完整伶挡土扯墙土贿压力贞的一详部分§2.6几种常辫见的主果动土压咽力计算6开挖情泊况的土渣压力在天成然地询基、滴天然洗土坡赛及老丽填土孟中开杠挖，词然后豪建造迁挡土统墙，仆若开择挖面互较陡镇，墙松后填优土受惨到限砍制而基不可例能出鹿现库呜仑理屡论的源破坏与面时移，则拢不能龟用前惜述公糊式计驱算作桌用在姻墙背凤上的觉土压既力。婶如左辞图所稿示，橡应当表考虑辆开挖胁线内晋滑动怒土体猛的平干衡条侵件，秧用力俘矢三发角形乡丰图解舌法求琴解作掉用在著墙背控上的仇土压杜力，蛇还要境再假太定填米土性汤质与秀开挖挑线以裁下的糖老土详性质惑相同净，用碑前述追公式盗计算尺作用冈在墙蒙背上役的土欧压力卵，取梨这两策种计涨算中呜数值填较大没的一拴个。雁如果乖开挖缓面较蒸缓，袋未限涂制填