挡土墙上的土压力计算-课件

挡土墙上的土压力Earthpressureonretainingwall排水管排水孔混凝土墙土工织物反滤砂砾石料1ppt课件挡土墙

Retainingwall土压力Earthpressure土压力Earthpressure土2ppt课件3ppt课件§1土压力§2朗肯(Rankine)土压力理论§3库仑(Coulomb)土压力理论§4几种常见主动土压力计算

挡土结构物上的土压力库仑C.A.Coulomb(1736-1806)W.J.M.Rankine1820-1872Scotland4ppt课件§1概述什么是挡土结构物Retainingstructure什么是土压力

Earthpressure影响土压力的因素甲所背面

概述5ppt课件挡土结构物及其土压力

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E6ppt课件一挡土结构物（挡土墙）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。

概述支撑天然斜坡E拱桥桥台E7ppt课件挡土结构物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。

概述古月堂西侧的挡土墙8ppt课件挡土墙类型（按刚度及位移方式）:

刚性挡土墙柔性挡土墙

概述锚杆板桩板桩变形9ppt课件刚性挡土墙§1挡土墙类型T型预应力刚性加筋圬工式L型扶壁10ppt课件古月堂西侧的挡土墙－浆砌块石挡土墙形式-刚性挡土墙11ppt课件挡土墙形式-刚性挡土墙12ppt课件护坡桩形成的挡土结构挡土墙形式-刚性挡土墙13ppt课件土工格栅加筋建成5～6.5m高的加筋挡土墙挡土墙形式-刚性挡土墙14ppt课件挡土墙形式-刚性挡土墙15ppt课件加筋土挡墙挡土墙形式-刚性挡土墙16ppt课件柔性支护结构§6.1概述-柔性支护结构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17ppt课件地下建筑物发生在土体内部或者与土相邻的结构物上的压力竖向土压力新填土B外土柱内土柱等沉面沟埋式上埋式§6.1概述-地下建筑物18ppt课件本章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。19ppt课件二挡土墙上的土压力的影响因素土的性质挡土墙的移动方向墙和土的相对位移量土体与墙之间的摩擦挡土墙类型20ppt课件3.被动土压力（Passiveearthpressure)（一）墙体位移和土压力性质§1概述-土压力类型1.静止土压力（Earthpressureatrest)2.主动土压力（Activeearthpressure)岩石拱桥桥台21ppt课件墙体位移对土压力的影响1．墙体位移的方向和相对位移量决定着所产生的土压力的性质和土压力的大小。2.三种特定情况下的土压力，即静止土压力、主动土压力和被动土压力。3.挡土墙所受土压力的大小并不是一个常数，而是随位移量的变化而变化。§1概述-土压力类型22ppt课件1.静止土压力§1概述-土压力类型H+-=H土压力EEpE0Ea-H1~5%1~5%od=D/H=0

地下室

E=E0地下室侧墙E填土23ppt课件2.主动土压力墙体外移，土压力逐渐减小，当土体破坏，达到极限平衡状态时所对应的土压力(最小)§1概述-土压力类型EH+土压力EEpE0Ea-H=H1~5%1~5%o24ppt课件3.被动土压力墙体内移，土压力逐渐增大，当土体破坏，达到极限平衡状态时所对应的土压力(最大)§1概述-土压力类型土压力EEpE0Ea-H=H1~5%1~5%o-25ppt课件可按土体处于侧限条件下的弹性平衡状态进行计算。

(二)静止土压力计算§1概述-土压力类型Zsvshshzsv26ppt课件静止土压力系数K0对于侧限应力状态：

p0=sh

=K0sv

=u/(1-u)sv=u/(1-u)gz

K0=n/(1-n)svshshzsv由于土的泊松比n很难确定，K0常用经验公式计算,对于砂土、正常固结粘土：K0

≈1-sinf’

27ppt课件小结挡土墙土压力土压力性质影响因素静止土压力计算如何计算主动和被动土压力？28ppt课件一.半无限土体中极限平衡应力状态和朗肯土压力§2朗肯(Rankine)土压力理论半无限土体内各点的应力从弹性平衡状态发展为极限平衡状态的条件PaK0vv45o+/290o－svshz半无限土体主动极限平衡状态29ppt课件被动极限平衡应力状态朗肯土压力理论1fv=zK0vs1s345-f/2Pp30ppt课件朗肯土压力理论基本条件和假定条件墙背光滑墙背垂直填土表面水平假设墙后各点均处于极限平衡状态§2朗肯土压力理论31ppt课件二.墙背光滑垂直、墙土表面水平的土压力计算§2朗肯土压力理论(一).填土为砂土

由于墙背光滑垂直(没有剪应力)，墙背相当于一个半无限土体中的对称线，墙后为半无限土体的一半。32ppt课件§2朗肯土压力理论1.主动土压力pa=sh=tg2(45-f/2)gz(kN/m2)主动土压力系数Ka=tg2(45-f/2)土压力直线分布合力

Ea=1/2KagH2(kN/m)作用点：底部以上1/3H处滑裂面方向：与水平夹角45+f/2

(一)填土为砂土HH/3HKaPaK0vv33ppt课件(一)填土为砂土§2朗肯土压力理论1.主动土压力主动土压力分布墙后破裂面形状45＋/2pa=KagzHH/3HKapa=tg2(45-f/2)gz

(kN/m2)主动土压力系数

Ka=tg2(45-f/2)34ppt课件§2朗肯土压力理论2.被动土压力pp=sh=tg2(45+f/2)gz

(kN/m2)Kp=tg2(45+f/2)直线分布总被动土压力

Ep=1/2Kp

gH2

(kN/m)作用点：底部以上1/3H处滑裂面方向：与水平夹角45-f/2

(一)填土为砂土vPp35ppt课件§2朗肯土压力理论2.被动土压力(一)填土为砂土H/3H

HKp被动土压力分布墙后破裂面形状45－/290+vPp36ppt课件§2朗肯土压力理论1.主动土压力(二)填土为粘性土PaK0vv37ppt课件§2朗肯土压力理论1.主动土压力(二)填土为粘性土HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3主动区主动土压力分布PaK0vv38ppt课件§2朗肯土压力理论z<z0

拉应力，开裂z>z0

总主动土压力HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3PaK0vv1.主动土压力(二)填土为粘性土39ppt课件§2朗肯土压力理论(二)填土为粘性土2被动土压力被动土压力分布HKpEp2cKpH总被动土压力vPp40ppt课件小结问题：朗肯土压力理论的基本条件和假定请画出刚性墙后粘性土的主动和被动破坏面形状给出粘性土主动和被动土压力分布及计算公式§2朗肯土压力理论41ppt课件(一)填土为砂土－主动土压力复习上节内容45＋/2pa=KagzHH/3HKa1.土压力分布和墙后破裂面形状42ppt课件2.土压力分布和破坏面(一)填土为砂土－被动土压力90+复习上节内容vPpH

HKp被动区(45－/2)43ppt课件1.土压力分布和破坏面(二)填土为粘性土－主动土压力HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3z<z0

拉应力开裂z>z0

复习上节内容主动区44ppt课件(二)填土为粘性土－被动土压力2土压力分布及破坏面HKpEp2cKpHvPp45－/290+被动区复习上节内容45ppt课件小结基本条件和假定极限应力分析破坏形式主动和被动砂土和粘性土§2朗肯土压力理论主动土压力系数被动土压力系数静止土压力系数vPpPa46ppt课件如果墙背倾斜，具有倾角；墙背粗糙，与填土摩擦角为；墙后填土面任意。如何计算挡土墙后的土压力？47ppt课件平面滑裂面假设：滑裂面为平面刚体滑动假设：破坏土楔为刚体滑动楔体在两个平面上处于极限平衡状态假设条件：主动极限平衡状态被动极限平衡状态§3库仑土压力理论§6.3库仑土压力理论48ppt课件(一)主动土压力-砂土§3库仑土压力理论变化,取若干滑裂面,使E最大dE/d=0,求得，得：ABC11R1EW取一滑裂面，假设滑面上满足极限平衡条件，通过力平衡求EW1E1R1C2C3C4C5=HEEpE0Ea-H1~5%1~5%o49ppt课件EEa－库仑主动土压力系数Ea特例:===0，即墙背垂直光滑，填土面水平，与朗肯理论等价

土压力分布：三角形分布§3库仑土压力理论50ppt课件(二)被动土压力-砂土§3库仑土压力理论求解方法类似主动土压力,变化,

使E最小，dE/d=0,求得：WABCREE库仑RW51ppt课件§3库仑土压力理论土压力分布(二)被动土压力HEp－EpHKpH/352ppt课件三.图解法-主动土压力§3库仑土压力理论ABC11R1W1E1C2W2E2C3W3E3C4W4E4C5W5E5OEC3OE53ppt课件2.库尔曼(C.Culmann)图解法§3库仑土压力理论在图中使力三角形顶点o与墙底A重合，Ri方向与ACi方向一致C2BC11R1C2C3C4C5AW1m1W2m2W3m3W4m4W5m5ERW-M54ppt课件3.粘性土的图解法§3库仑土压力理论W中包括BCDEEaz0WBCDACADCAEREWEaRCAECAD55ppt课件四朗肯和库仑土压力理论的比较（一）分析方法

极限平衡状态§3库仑土压力理论区别朗肯库仑土体内各点均处于极限平衡状态刚性楔体,滑面处于极限平衡状态极限应力法滑动楔体法56ppt课件（二）应用条件§6.4朗肯和库仑土压力理论的比较朗肯库仑1墙背光滑垂直填土水平墙背、填土无限制粘性土一般用图解法2坦墙坦墙3墙背垂直填土倾斜57ppt课件（三）计算误差--朗肯土压力理论§6.4朗肯和库仑土压力理论的比较郎肯主动土压力偏大郎肯被动土压力偏小墙背垂直填土水平实际

d>

0E库仑RWE朗肯E库仑RWE朗肯58ppt课件(三)计算误差-库伦土压力理论§6.4朗肯和库仑土压力理论的比较由于实际滑裂面不一定是平面主动土压力偏小不一定是最大值被动土压力偏大不一定是最小值作业：6-4，6-5坦墙滑动面滑动面59ppt课件（三）计算误差--与理论计算值比较§6.4朗肯和库仑土压力理论的比较=0滑裂面是直线，Ka,Kp与理论值相同0Ka

朗肯偏大10%左右，工程偏安全 库仑偏小一些（可忽略)；

Kp

朗肯偏小可达几倍； 库仑偏大可达几倍;在实际工程问题中，土压力计算是比较复杂的。60ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算一.填土上有荷载二.成层填土情况三.填土中有水四.坦墙五.墙背形状有变化六.墙后填土受限制61ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算一.填土上有荷载1朗肯土压力理论

1=gz+qpa=3=qKa+gzKaHZ13qKaHKazKa62ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算2.库仑土压力理论一.填土上有荷载三角形相似lHWABCqREaWGREaEa’qKaHKa63ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算3.局部荷载--朗肯土压力理论

一.填土上有荷载q45o＋/245o＋/2qKaHKa64ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算二.成层填土CBAg1

f1c1g2

f2c2H2H1朗肯理论1pa在B点的连续性2d

pa/dz(即pa斜率)在B点的连续性B65ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算f1=

f2c1=c2=0

g2

>

g1g2

<

g1CAg1

f1c1g2

f2c2H2H1B二.成层填土66ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算g1

=

g2c1=c2=0f2>

f1

f2<

f1CBAg1

f1c1g2

f2c2H2H1B二.成层填土过顶点虚拟q=gH167ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算c1>0c2=0c1=0c2>0g1

=

g2

f2=

f1CBAg1

f1c1g2

f2c2H2H1B二.成层填土68ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算1.构造要求： 一般用砂性土，墙设排水孔以及反滤层，填土表面设沟、堤等截流2.水下部分土压力Pa=Kasz水压力pu=u(静水压力、渗流压力、超静孔压)三.填土中有水排水管排水孔土工织物反滤砂砾石料69ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算三.填土中有水砂土墙基不透水朗肯理论KagH2KagH1gwH2水压力土压力CBAg

fg

fH2H1B不透水层70ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算三.填土中有水填土渗透系数比地基土小得多u=0孔压H2H1透水地基gsatH2gH1垂直有效应力=总应力KagsatH2KagH1土压力71ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算三.填土中有水填土渗透系数比地基土小得多需要绘制流网或计算确定孔压72ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算四.坦墙>cr=45o-/2填土表面水平(1)假设垂直墙面CD上主动土压力Ea’(2)作用在真实墙面AC上的土压力E朗肯理论crEABDC45o-/2B’郎肯Ea’WEWEa’73ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算(1)求解假设墙面CB上主动土压力Ea(2)作用在真实墙面AC上的土压力E库仑理论RdEaWbaacrCABB四.坦墙填土表面倾斜EWEaE74ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算五.墙背形状有变化带卸荷台的挡土墙土压力H1H245o+/2(H1+H2)KaH1KaABDCEC’E’75ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算六.墙后填土受限制BAC填土g2

f2c2老土g1

f1c1滑裂面BC可能的位置(1)BC在填土中(2)BC在老土中(3)BC在新老土界面上76ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算七.加筋挡土墙的主动土压力Hqr

qsVWqsKaHKaLrsxvP1Pq77ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算Ds3=2Dctg(45o-f/2)1土工合成材料 土工布 土工带 土工格栅2原理：筋材在拉应变方向，提供拉力，对土体产生压力，从而提高土的抗剪强度加筋土中的土加筋土31c素土3七.加筋挡土墙的主动土压力78ppt课件本章总结挡土结构物土压力土压力性质朗肯土压力理论库伦土压力理论几种主动土压力计算=H土压力EEpE0Ea-H1~5%1~5%o79ppt课件（三）计算误差---与理论计算值比较§6.4朗肯和库仑土压力理论的比较80ppt课件（三）计算误差---与理论计算值比较§6.4朗肯和库仑土压力理论的比较81ppt课件§4几种工程中常见的主动土压力计算（一）讨论1.pa在B点的连续性(1)g1=g2

1=

2c1c2 (2)g1=g2

1