土力学第7压力

第七章土压力与挡土墙设计主要内容：（1）土压力计算（2）挡土墙设计计算

挖孔桩支护

钢筋混凝土挡土墙

加筋土挡土墙

一、土压力产生的条件土压力：

由于土体的自重或外荷载产生的作用在土工结构上的侧向力。自重土压力墙后墙前墙顶墙底(基底)墙趾墙跟(踵)墙背刚性结构和柔性结构墙面

根据土工物（挡墙）的位移关系确定土压力的类型方向大小1~5%0.1~0.5%静止土压力主动土压力被动土压力

达到极限状态所需的位移极限状态＝0+-结构静止结构前移结构后移二、静止土压力计算半无限体墙背光滑竖向应力：水平应力：

荷载作用时：竖向应力水平压力侧压力系数弹性力学经验公式三、朗肯土压力理论（Rankine，

1857）WilliamJohnMaquornRankine(1820-1872)

土力学

热力学英国科学家1.基本假定半无限体墙背光滑（1）墙背光滑（2）按半无限体计算应力（3）墙后土体满足Mohr-Coulomb准则处于极限平衡状态（由莫尔圆求出）2.主动土压力主动土压力系数墙的位移方向竖向应力：水平应力：主动土压力（1）无粘性土（砂土、碎石土）c＝0pa（2）粘性土主动土压力：如果主动土压力则有：＋土坡不支护的最大极限高度

q荷载作用时，将其换算成等重量的土高H’，即：（3）坡顶有均布荷载q的情况H’主动土压力：qKa分层土（4）多层土的情况特别注意土层交接面之间的主动土压力系数的计算用第1层土的内摩擦角用第2层土的内摩擦角分层土水土分算（5）有地下水的情况注意两点：（1）水土分算；（2）地下水位以下土体用浮重度（浮容重）。3.被动土压力主应力发生变化竖向应力：水平应力：墙的位移方向被动土压力系数：墙的位移方向与主动土压力差异无粘性土

荷载作用时：几种特殊情况：四、库仑土压力理论（Coulomb

，C.A.，1773）1.基本理论

基本假定（1）挡墙刚性，墙后为无粘性土。（2）墙后形成滑动楔体，且滑面为平面。滑面滑面

楔体受力分析2.主动土压力理论

θ角不同，可以得到不同的土压力，但要求出产生最大的主动土压力的那个角。由最大值原理确定滑面位置及主动土压力主动土压力系数：土压力（单位：KN）查表滑面3.被动土压力理论

由最小值原理确定滑面位置及被动土压力被动土压力系数：土压力（单位：KN）查表五、两种土压理论的比较

相同点：均假定墙后背土体为极限状态不同点：

（1）Rankine：点Coulomb：滑动块体（2）Rankine：墙背光滑Coulomb：墙背可有摩擦当表面水平，墙背光滑且铅垂时，两种理论的计算结果相同六、挡土墙设计（一）挡土墙的主要类型重力式挡土墙悬臂式与扶壁式挡土墙

常规形式

使用的材料块石＋砂浆，混凝土（C20或C15），块石混凝土等挡土墙高小于6m，砂浆采用M5；超过6m高时，宜采用M7.5，在寒冷及地震地区应选用M10。（1）重力式挡土墙指的是依靠墙身自重抵抗土体侧压力的挡土墙。重力式挡土墙可用块石、片石、混凝土预制块作为砌体，或采用片石混凝土、混凝土进行整体浇筑。半重力式挡土墙可采用混凝土或少筋混凝土浇筑。重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成，一般都做成简单的梯形。（2）悬臂式与扶壁式挡土墙

是钢筋混凝土挡土墙主要的形式，依靠墙身的重量及底板以上的填土（含表面超载）的重量来维持其平衡，其主要特点是厚度小，自重轻，挡土高度可以很高，而且经济指标也比较好。6m左右用悬臂式；6m以上多用扶壁式。它们适用于缺乏石料、地基承载力低及地震地区。（三）挡土墙的计算与设计抗滑稳定性计算抗倾覆计算墙身抗剪切计算（2）设计中特别主要几点