挡土墙土压力计算(朗肯_库仑).ppt

第六章 挡土墙土压力计算;第一节 概述;按常用的结构形式分： 重力式、悬壁式、扶臂式、锚式挡土墙 ;按刚度及位移方式分： 刚性挡土墙、柔性挡土墙 、临时支撑;二、墙体位移与土压力类型;三种土压力的关系： 静止土压力对应于图中A点 墙位移为0，墙后土体 处于弹性平衡状态 主动土压力对应于图中B点 墙向离开填土的方向位 移，墙后土体处于主动 极限平衡状态 被动土压力对应于图中C点 墙向填土的方向位移，墙后土体处于被动极限平衡 状态 PaP0Pp ;试验表明： 挡土墙所受到的土压力类型，首先取决于墙体是否发生位移以及位移方向； (2) 挡土墙所受土压力的大小随位移量而变化，并不是一个常数； (3) 主动和被动土压力是特定条件下的土压力，仅当墙有足够大位移或转动时才能产生。 ;表6-1 产生主动和被动土压力所需墙的位移量;挡土墙在土压力作用下，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。 当挡土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 ，这时在挡土墙上的土压力称为主动土压力。 当挡土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。;第二节 静止土压力计算; 设想用一挡土墙代替单元体左侧的土体，挡土墙墙背光滑，则墙后土体的应力状态并没有变化，仍处于侧限应力状态。 竖向应力为自重应力： ?z=?z 水平向应力为原来土体内部应力变成土对墙的应力，即为静止土压力强度p0： p0=?h=K0?z;K0?H;第三节 朗肯土压力理论;表面水平的均质弹性半空间体的极限平衡状态图; 土体内每一竖直面都是对称面，地面下深度z处的M点在自重作用下，垂直截面和水平截面上的剪应力均为零，该点处于弹性平衡状态（静止土压力状态），其大小为：;二、主动土压力的计算 用?1，?3作摩尔应力圆，如图中应力圆I所示。 使挡土墙向左方移动，则右半部分土体有伸张的趋势，此时竖向应力?v不变，墙面的法向应力?h减小。?v 、?h仍为大小主应力。当挡土墙的位移使得?h减小到土体已达到极限平衡状态时，则?h减小到最低限值pa ，即为所求的朗肯主动土压力强度。 ;第六章 第17页/共43页;对于粘性土：;三、被动土压力的计算 同计算主动土压力一样用?1、?3作摩尔应力圆，如下图。 使挡土墙向右方移动，则右半部分土体有压缩的趋势，墙面的法向应力?h增大 。?h、 ?v为大小主应力。当挡土墙的位移使得?h增大到使土体达到极限平衡状态时，则?h达到最高限值pp ，即为所求的朗肯被动土压力强度。 ;第六章 第20页/共43页;对于粘性土：;o;（二）坦墙土压力计算;αcr=45°-?/2;第六章 第25页/共43页;（四）填土成层和有地下水时的土压力计算;（三）填土表面有均布荷载作用时;第四节 库伦土压力理论;（一）无粘性土主动土压力;180°-(?+?-?);第六章 第31页/共43页;（二）无粘性土被动土压力;二、图解法;第六章 第34页/共43页;（二）粘性填土的土压力;第六章 第36页/共43页;（三）折线形墙背;第五节 若干问题的讨论;二、朗肯与库伦理论的适用范围;库伦理论的适用范围（较朗肯理论广）： 1．当 ??0； 2．墙背形状复杂，墙后填土与荷载条件复杂时； 3．墙背倾角α (45°- ?/2)的陡墙； 4．数解法用于无粘性土，图解法对于粘性土和 无粘性土均可使用。;三、挡土墙设计;（1）倾覆稳定性验算;（2）滑动稳定性验算