土力学原理-土压力及挡土墙设计（土力学课件）

任务11土压力及挡土墙设计主容Content概述土压力的分类郎肯土压力理论123要内库仑土压力理论4教学目标1.理解三种土压力的概念；2.知道朗肯土压力理论；3.理解库伦土压力理论及其与朗肯土压力理论的比较；4.知道常见情况下土压力的计算。三种土压力的概念与计算朗肯土压力理论库伦土压力理论库伦土压力理论

重点难点11.1土压力的分类学习内容1、挡土墙一、概述2、土压力一、概述1、影响土压力的因素二、土压力的分类2、土压力的分类二、土压力的分类3、静止土压力计算二、土压力的分类一、概述（一）挡土墙的应用桥台挡土墙——防止土体坍塌的构筑物。（二）土压力土压力——挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力。

地铁中胜站基坑开挖工程挡墙与支撑系统

挡土墙水泥土挡土墙隧道受到土压力作用1994年9月上海黄浦区某大厦基坑支护靠马路40m长支撑破坏角撑局部屈压二、土压力的分类（一）影响土压力的因素

1.填土性质：包括填土重度、含水量、内摩擦角、内聚力的大小及填土表面的形状（水平、向上倾斜、向下倾斜）等。2.挡土墙形状、墙背光滑程度、结构形式。3.挡土墙的位移方向和位移量。二、土压力的分类

（二）土压力分类：墙离开填土向前发生位移至土体达到极限平衡状态。主动土压力墙本身不发生变形和任何位移（移动和转动），土处于弹性平衡状态。静止土压力墙向填土方向发生位移至土体达到极限平衡状态。被动土压力010203二、土压力的分类（1）主动土压力（2）被动土压力（3）静止土压力主动土压力被动土压力静止土压力产生被动土压力所需的位移量大大超过产生主动土压力所需的位移量。实验研究表明：在相同条件下，土压力有如下关系：二、土压力的分类（三）静止土压力计算：取单位墙长，总静止土压力：——静止土压力系数，可近似按计算。

=0Kμ1－μ学习小结010203041、挡土墙2、土压力一、概述1、影响土压力的因素2、土压力的分类3、静止土压力计算二、土压力的分类11.2土压力理论学习内容1、主动土压力2、被动土压力3、几种常见情况下的土压力计算一、朗肯土压力理论1、基本假定2、主动土压力3、被动土压力4、朗肯理论与库伦理论比较二、库仑土压力理论一、朗肯土压力理论假定条件：墙背光滑（满足剪应力为零的边界条件）、直立、填土面水平。当挡墙偏离土体时，逐渐减小到时达到朗肯主动极限平衡状态，主动土压力强度为：粘性土：无粘性土：一、朗肯土压力理论主动土压力合力（取单位墙长计算）：粘性土：无粘性土：(一)主动土压力无粘性土粘性土令得一、朗肯土压力理论粘性土：无粘性土：（二）被动土压力一、朗肯土压力理论粘性土：无粘性土：（二）被动土压力一、朗肯土压力理论无粘性土：1.填土表面有均布荷载（三）几种常见情况下的土压力计算Hz情况1情况2情况3一、朗肯土压力理论2.成层填土（三）几种常见情况下的土压力计算13.墙后填土有地下水下层应为,可近似认为[案例1][解]（1）主动土压力系数

某挡土墙，高度为5m，墙背垂直光滑，填土面水平。填土为粘性土，其物理力学性质指标如下：，，。试计算该挡土墙主动土压力及其作用点位置，并绘出主动土压力强度分布图。（2）墙底处的主动土压力强度[案例1]（3）临界深度

（4）主动土压力主动土压力强度分布如图7.7所示。总主动土压力

主动土压力作用点距墙底的距离为二、库仑土压力理论根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔体，从楔体的静力平衡条件得出的土压力计算理论。（为平面问题）基本假定：墙后填土是理想的散粒体（c=0）；滑动破坏面为通过墙踵的平面。（一）基本假设（二）主动土压力二、库仑土压力理论楔体在三力作用下处于静力平衡状态，由力矢三角形按正弦定理：力矢三角形——库伦主动土压力系数查表。令得到E为极大值时的破坏角，代入上式得：二、库仑土压力理论可见在此条件下，库仑主动土压力和朗肯主动土压力完全相同。因此朗肯理论是库仑理论的特殊情况。当墙背垂直填土面水平二、库仑土压力理论（三）被动土压力——被动土压力系数。二、库仑土压力理论（三）被动土压力2、被动土压力合力可见在此条件下，库仑被动土压力合力和朗肯被动土压力合力也是相同的。当墙背垂直填土面水平朗肯理论忽略了墙背与填土之间的摩擦影响，使计算的主动土压力偏大，被动土压力偏小；库伦理论假定破坏面为一平面，而实际上为曲面。实践证明，计算的主动土压力误差不大，而被动土压力误差较大。二、库仑土压力理论（四）朗肯理论与库伦理论比较123前者假定挡墙光滑、直立、填土面水平；后者假定填土为散体（c=0）。1.基本假定前者应用半空间中应力状态和极限平衡理论；后者按墙后滑动土楔体的静力平衡条件导出计算公式。2.基本方法3.结果比较二、库仑土压力理论

某挡土墙墙高5m，墙背倾角为10°，填土表面倾角15°，填土为无粘性土，重度γ=15.68kN/m3，内摩擦角φ=30°。墙背与土的摩擦角δ=φ。试求作用在墙上的总主动土压力三要素。案例二、库仑土压力理论解：题中：φ=30°、ε=10°、β=15°、δ==20°等代入上式得：，方向在墙被发现上方与法线成20°角。

学习小结010203041、主动土压力2、被动土压力3、几种常见情况下的土压力计算一、朗肯土压力理论1、基本假定2、主动土压力3、被动土压力4、朗肯理论与库伦理论比较二、库仑土压力理论本次任务主要介绍了土压力的形成过程、土压力计算的朗肯理论和库仑理论、重力式挡土墙的设计以及土坡稳定的分析方法。任务11学习小结

1.土压力的性质和大小与支挡结构位移方向和位移量直接相关，并由此形成了三种土压力——静止土压力、主动土压力和被动土压力。2.静止土压力的计算方法由水平向自重应力计算公式演变而来；朗肯土压力计算公式由土的极限平衡条件推导而来；库仑土压力公式则是由滑动土楔的静力平衡条件推导获得。各种土压力公式都有其适用条件，应用中应引起注意。土压力及挡土墙设计主容Content概述土压力的分类郎肯土压力理论123要内库仑土压力理论4土压力的分类学习内容1、挡土墙一、概述2、土压力一、概述1、影响土压力的因素二、土压力的分类2、土压力的分类二、土压力的分类3、静止土压力计算二、土压力的分类一、概述（一）挡土墙的应用桥台挡土墙——防止土体坍塌的构筑物。（二）土压力土压力——挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力。

地铁中胜站基坑开挖工程挡墙与支撑系统

挡土墙水泥土挡土墙隧道受到土压力作用1994年9月上海黄浦区某大厦基坑支护靠马路40m长支撑破坏角撑局部屈压二、土压力的分类（一）影响土压力的因素

1.填土性质：包括填土重度、含水量、内摩擦角、内聚力的大小及填土表面的形状（水平、向上倾斜、向下倾斜）等。2.挡土墙形状、墙背光滑程度、结构形式。3.挡土墙的位移方向和位移量。二、土压力的分类

（二）土压力分类：墙离开填土向前发生位移至土体达到极限平衡状态。主动土压力墙本身不发生变形和任何位移（移动和转动），土处于弹性平衡状态。静止土压力墙向填土方向发生位移至土体达到极限平衡状态。被动土压力010203二、土压力的分类（1）主动土压力（2）被动土压力（3）静止土压力主动土压力被动土压力静止土压力产生被动土压力所需的位移量大大超过产生主动土压力所需的位移量