土质学与土力学土压力挡土墙计算

第七章

土压力计算理论内容提要概述静止土压力计算朗肯土压力理论库仑土压力理论土压力问题的讨论工程中挡土墙的土压力计算第1节概述在港口、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。位移对土压力的影响及三种土压力主动被动挡土墙不向任何方向发生位移和转动时，墙后土体处于弹性平衡状态，作用在墙背上的土压力称为静止土压力。挡墙沿墙趾向离开填土方向转动或平行移动，且位移达到一定量时，墙后土体达到主动极限平衡状态，填土中开始出现滑动面，这时挡土墙上的土压力称为主动土压力。挡墙在外力作用下向墙背填土方向转动或平行移动时，土压力逐渐增大，当位移达到一定量时，潜在滑动面上的剪应力等于土的抗剪强度，墙后土体达到被动极限平衡状态，填土内开始出现滑动面，这时作用在挡土墙上的土压力增加至最大，称为被动土压力。

第2节静止土压力计算静止土压力只发生在挡土墙为刚性，墙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。若墙后填土为均匀体，则单位面积上静止土压力为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习题：计算下图的静止土压力18kN/m318kN/m3第2节搁朗牌肯土傍压力涨理论18弹57年英国样学者朗询肯（Ran医kin饼e）从耳研究呼弹性赠半空谋间体野内的布应力谅状态絮，根域据土诉的极巨限平痛衡理他论，伯得出文计算对土压丙力的醋方法保，又金称极京限应纱力法病。一、基筝本原理停和基本铺假设基本原朋理：认步为墙后盯填土达闸到极限勺平衡状督态时，有与墙背忽接触的帐任一土垃单元体任都处于藏极限平刮衡状态逗，然后责根据土迹单元体熄处于极美限平衡包状态时埋应力所掀满足的颗条件来脚建立土纷压力的役计算公撑式。基本佳假设葛：1、墙具本身秆是刚撒性的去，不话考虑腿墙身轨的变宵形；2、墙后榨填土延救伸到无侮限远处追，填土傲表面水男平（=0）；3、墙镰背垂乡丰直光疫滑。AOτσ主动状态σxmin=eaσx=K0σzσzσxmax=ep被动状态表面点水平掏的均象质弹乌性半隶空间犯体的蓬极限出平衡全状态裤图二、朗绑肯主动裹土压力潜计算用1，3作摩尔优应力圆甲，如图滤中应力可圆I所示。使挡土宜墙向左帆方移动退，则右萌半部分心土体有递伸张的恐趋势，街此时竖皱向应力v不变提，墙症面的谣法向茫应力h减小。v、h仍为大业小主应历力。当殿挡土墙胡的位移尾使得h减小到烟土体已昂达到极弟限平衡兵状态时昏，则h减小盒到最经低限冶值pa，即弓为所偶求的瓦朗肯步主动删土压蛛力强低度。（一秩）基队本计愉算公燥式朗肯采理论雹的主孔动土欧压力拐系数（二驼）无鹅粘性刚土的场主动网土压轨力计咬算（三朱）粘浸性土招的主痒动土腔压力各计算ea=0有均布奋荷载时艇粘性土铸的主动劫土压力有荷载出现拉敬力区不出现处拉力区三、元朗肯厘被动匠土压勿力计睁算同计薪算主则动土逝压力船一样丽用1、3作摩尔绞应力圆岭，如下规图。使挡下土墙薄向右摆方移行动，涌则右泰半部汽分土视体有柄压缩梯的趋罪势，婆墙面益的法耐向应谜力h增大。h、v为大小懂主应力托。当挡怖土墙的椅位移使免得h增大到肺使土体际达到极愁限平衡枕状态时录，则h达到淹最高仇限值pp，即冰为所侨求的知朗肯悟被动惠土压符力强池度。（一）歌基本计哪算公式朗肯送理论墓的被期动土于压力币系数（二芽）无测粘性某土的色被动译土压赛力计累算（三）对粘性土缓的被动誉土压力园计算四、填土中苍有地下劝水时的宇土压力怨计算当墙后晚填土中碧有水时率，需考保虑地下伶水位以嘉下的填旱土由于评浮力作斩用使有谈效重量火减轻引汇起的土醒压力减赔小，水于下填土嚷部分采槽用浮容躬重进行裤计算。在计撕算作畏用在痰墙背金上的辅总压退力中站应包方括水座压力欢的作亭用。五、填描土为成毫层土时品的土压蔽力计算由于杯各层动填土逮重度魂不同逝，使沸得填叮土竖挡向应表力分遗布在印土层从交界填面上洗出现奸转折由于各势层填土育粘聚力哑和内摩游擦角不俗同，所肝以在计秩算主动推或被动污土压力瞎系数时旋，需采激用计算孩点所在壮土层的耻粘聚力箱和内摩愚擦角习浴题q=黎10端0k魄Pa第4节库钉仑土压熔力理论一、基担本原理怖和基本份假定基本原边理：库例伦土压雄力理论战是根据晓墙后土筋体处于销极限平素衡状态某并形成豆一滑动娃楔体时忆，从楔露体的静郊力平衡狭条件得剥出的土巩压力计霞算理论押。基本共假设鲁：①墙后篇的填土音是理想昆的散粒喘体(粘聚力c＝0)；②墙背偏倾斜、叠粗糙、黎墙后填迹土面倾邪斜；③滑动破牙坏面为垒一平面投（墙背AB和土车体内绍滑动普面BC）；④刚蹈体滑递动。辩不考锣虑滑陈动楔堪体内喷部的幅应力雀和变市形条塘件；⑤楔府体ABC整体虏处于猫极限让平衡能状态减。在AB和BC滑动面伯上，抗膛剪强度牌均已充蜜分发挥糖。即剪误应力τ均已槐达抗添剪强愿度τf。填土AθBDCE二、芦无粘朵性土忽主动乌土压半力的轧计算正弦定腔律计算自投重主动土展压力是赌假定一奋系列破抖坏面计爷算出的择土压力重中的最昏大值三、只无粘贩性土喇被动蹈土压司力的碧计算W代入当挡土僵墙向填梯土方向炒挤压时卡，最危派险滑动编面上的