土力学 杨平 第六章 土压力与挡土墙新.pptVIP

第6章 土压力与挡土墙 6.1 概 述 隧道受到土压力作用 【例】挡土墙高4.5m，墙背俯斜，填土为砂土，?=17.5kN/m3 ，?=30o ，填土坡角、填土与墙背摩擦角等指标如图所示，试按库仑理论求主动土压力Ea及作用点 6.4.4 朗金与库伦土压力理论比较 6.4.3 粘性土的库仑土压力理论 6.5 车辆荷载引起的土压力计算 1）确定破坏棱体的长度l0 2)桥头计算宽度或挡土墙计算长度B 6.4 库仑土压力理论 库伦土压力理论是根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔体时，从楔体的静力平衡条件得出的土压力计算理论。 基本假设： ① 滑动破坏面为一通过墙踵B的平面； ②滑动体为刚体，即本身无变形 ③ 楔体ABC整体处于极限平衡状态。 适用条件： ①砂土或碎石填料(c=0 Φ≠0) ②挡土墙面倾斜(ε≠0) ③填土面倾斜(β≠0) ④墙背面粗糙与填土间摩擦角(δ≠0) 由楔体静力平衡条件可求得主动土压力和被动土压力。 6.4.1 主动土压力计算 墙向前移动或转动时，墙后土体沿某一破坏面BC破坏，土楔ABC处于主动极限平衡状态 1）土楔自重W=?△ABC,方向竖直向下 2） 破坏面为BC上的反力R,大小未知，方向与破坏面法线夹角为? 3）墙背对土楔的反力E’A,大小未知，方向与墙背法线夹角为δ 土楔受力情况： A N2 EA E’A N1 R D B C R W W EA β α θ φ θ-φ δ 由土楔静力平衡： 库仑主动土压力系数Ka，查表确定 令 主动土压力 Ka 主动土压力系数由ф、ε、β、δ查表得ε有正负号之分，俯斜取正 仰斜取负号. 注:1）ε↑或β↑则Ka↑Ea↑； ф↑或δ↑则Ka↓E↓ 2）当ε=0 δ=0 β=0时库伦公式与朗金公式相同 3）沿墙高的土压力分布强度, 三角形分布，作用点离墙底H/3,方向与墙面法线成δ角指向下 h ?hKa h α β A C B δ α Ea h/3 6.4.2 被动土压力计算 采用与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： 令 注:1)ф↑或δ↑,β↑则Ep↑；ε↑则Ep↓ 2）当ε=0 β=0 δ=0时库伦与朗金被动土压力相同 3）被动土压力强度 沿墙高呈三角形分布,Ep作用点距墙底H/3,方向与墙面法线成δ角,指向上。 α=10o β=15o δ=20o 4.5m A B α=10o Ea h/3 【解】 由α=10o，β=15o，?=30o，δ=20o查表得到 土压力作用点在距墙底h/3=1.5m处 1．等值内摩擦角法 是一种近似计算方法，即把原具有c值的粘性填土代换成仅具有等值内摩擦角的无粘性土，然后用库仑公式求解，这用一个等值内摩擦角来代替填土的实际抗剪强度. 2. 图解法——楔体试算法(自学) 1.基本假定 2.公式推导 3.适用条件 4.计算结果 3）将破坏棱体范围的车辆荷载换算成厚度为he的等代均布土层 4）计算作用在墙上主动土压力EA 计算步骤： 6.6 挡土墙设计 6.6.1 挡土墙的类型 1.重力式挡土墙 （1）特点：体积大、靠墙自重保持稳定性； （2）适用：小型工程，墙高H〈5m； （3）材料：就地取材，砖、石、素混凝土； （4）优点：结构简单，施工方便，应用广； （5）缺点：工程量大，沉降大。 2.悬臂式挡土墙 （1）特点：体积小、靠墙后基础上方的土重保持稳定性； （2）适用：重要工程，墙高H〉5m； （3）材料：砼； （4）优点：工程量小； （5）缺点：费钢材、技术复杂。 墙趾 墙踵 立壁 钢筋 * * * * 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 概述 静止土压力计算 朗金土压力理论 库仑土压力理论 车辆荷载引起的土压力计算 挡土墙设计 主要内容 本章重点：郎金土压力理论、库伦土压力理论计算主、被动 土压力及其适用条件 6.1.1 挡土结构物 （a）边坡挡土墙 （a）边坡挡土墙 （b）隧道 (c）基坑围护结构 （d）桥台 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 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 6.1.2 土压力的类型 作用在挡土结构上的土压力，按挡土结构的位移方向、大小及土体所处的三种极限平衡状态，可分为三种：静止土压力、主动土压力和被动土压力。 （1）静止土压力（Eo） ：挡土墙在土压力作用下保持原位，则墙后土体处于弹性平衡状态，此时墙背上的土压力叫静止土压力，单位：KN/m静止土压力强度用Po（Kpa）表示。