土压力与挡土墙设计.ppt

挡土墙类型挡土墙就其结构型式可分为以下五种主要类型；01(b)(c)(d)(e)02重力式挡土墙；(b)悬臂式挡土墙；(c)扶臂式挡土墙；(d)锚杆、锚定板式挡土墙；(e)板桩墙03重力式挡土墙1这种型式的挡土墙见上图(a)所示，墙面暴露于外，墙背可以做成倾斜和垂直的。2悬臂式挡土墙3悬臂式挡土墙一般用钢筋混凝土建造，它由三个悬臂板组成，即立臂、墙趾悬臂和墙踵悬臂，见上图(b)所示。4HH/3粘性土z0无粘性土粘性土的主动土压力由两部分组成，为土重产生的，是正值，随深度呈三角形分布；第二项为粘结力c引起的土压力，是负值，起减少土压力的作用，其值是常量。020103总主动土压力应为三角形abc之面积当代表土墙墙背的竖直光滑面AB面在外力作用下向填土方向移动，挤压土体时，将逐渐增大，直至剪应力增加到土的抗剪强度时，应力圆又与强度包线相切，达到被动极限平衡状态图7-5c和图7-5e。此时作用在A’B’面上的土压力达到最大值，即为被动土压力，Pp。被动土压力计算原理外力滑动方向HH/3粘性土无粘性土第四节库仑土压力计算理论1776法国库仑提出土压力理论，下面进行具体论述：一、库仑土压力方法要点：（一）假设条件：1.墙背倾斜，具有倾角θ；2.墙后填土为砂土，表面倾角为角；3.墙背粗糙有摩擦力，墙与土间的摩擦角为，且（）4.平面滑裂面假设；当墙面向前或向后移动，使墙后填土达到破坏时，填土将沿两个平面同时下滑或上滑；一个是墙背AB面，另一个是土体内某一滑动面BC。设BC面与水平面成θ角。5.刚体滑动假设：将破坏土楔ABC视为刚体，不考虑滑动楔体内部的应力和变形条件。6.楔体ABC整体处于极限平衡条件，见图7-7。根据楔体应满足静力平衡力三角形闭合的条件，可知E、R的大小取滑动楔体ABC为隔离体进行受力分析根据楔体整体处于极限平衡状态的条件，可得知E、R的方向，见图7-7。分析可知：作用于楔体ABC上的力有（1）土体ABC的重量W，（2）下滑时受到墙面AB给予的支撑反力E（其反方向就是土压力）。（3）BC面上土体支撑反力R。求极值，找出真正滑裂面，从而得出作用在墙背上的总主动压力Ea和被动压力Ep。主动土压力按库伦理论求主动土压力WREWREACB利用正弦定律可得库伦主动土压力的一般表达式：或Emax所对应的挡土墙后填土的破坏角?cr，即为真正滑动面的倾角。010203被动土压力01按库伦理论求被动土压力02W03R04E05W06R07E08A09C10B11按求主动土压力同样的原理可求得被动土压力的库伦公式为：01.或02.朗肯土压力理论：依据：半空间的应力状态和土的极限平衡条件概念明确、计算简单、使用方便理论假设条件理论公式直接适用于粘性土和无粘性土由于忽略了墙背与填土之间的摩擦，主动土压力偏大，被动土压力偏小。2.库伦土压力理论：依据：墙后土体极限平衡状态、楔体的静力平衡条件理论假设条件理论公式仅直接适用于无粘性土考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填土面倾斜的情况。但库伦理论假设破裂面是一平面，与按滑动面为曲面的计算结果有出入。第五节几种常见情况的土压力成层土层的压力墙后填土由性质不同的土层组成时，土压力将受到不同填土体性质的影响。下图：墙后填土为无粘性土时土压力分布图当墙后填土中有地下水位时，计算土压力时，在地下水位以下的应用。同时地下水对土压力产生影响，主要表现为：地下水位以下，填土重量将因受到水的浮力而减少；地下水对填土的强度指标C中的影响，一般认为对砂性土的影响可以忽略；但对粘性填土，地下水使C，值减小，从而使土压力增大。地下水对墙背产生静水压力作用。墙后填土中有地下水位填土内有地下水的情况作用在挡土墙上的总压力应为总土压力与水压力之和。填土表面有荷载作用030201连续均匀荷载当挡土墙墙背垂直，在水平面上有连续均布荷载q作用时。无粘性土（b）粘性土作用在墙背面的土压力Pa由三部分组成：是由均布荷载q引起，常数，与z无关；是由土重引起，与z成正比；是由内聚力引起。总土压力Ea为上图a和b图形面积差。01即：02局部荷载作用若填土表面有局部荷载q作用时，见图7-15a和b所示，有两