7土力学与基础工程第六章-土压力计算PPT.pptVIP

2、主动土压力分布规律 由朗肯主动土压力计算公式可知，无粘性土中主动土压力强度 pa 与深度 z 成正比，沿墙高的土压力强度呈三角形分布。 作用在单位长度挡墙上的土压力为三角形分布面积，即： 土压力作用点在距墙底 h/3 高度处。 粘性土中的土压力强度由两部分组成： 一部分是由土体自重引起的土压力 ?? ??? ， 另一部分是粘力c引起的负侧压力 ?????? ， 两部分的叠加结果如图所示，其中aed部分是负侧压力，对墙背是拉应力， 但实际上土与墙背在很小的拉应力作用下即会分离，故在计算土压力时，这部分的压力应设为零，因此粘性土的土压力分布仅是abc部分。 单位长度挡墙上的粘性土中主动土压力为： 主动土压力E0的作用点通过三角形的形心， 即作用在离墙底 ???? ? 高度处。 令上式为零，得临界深度z0： 【例题6-1】有一挡土墙高6m，墙背竖直、光滑，墙后填土面水平，填土的物理力学指标为：c=15kPa， φ=15°， γ=18kN/m3。求主动土压力及其作用点并绘出主动土压力分布图。 二、朗肯被动土压力 与主动土压力推导过程相似，可推导出被动土压力强度pp的计算公式如下： 无粘性土 ： ?????????? 粘性土 ： 式中Kp为被动土压力系数，其值为 粘性土 ： 被动土压力Ep的作用线通过土压力强度分布图的形心： 对无粘性土，Ep在离墙底h/3高度处； 对粘性土，Ep1的作用点在离墙底h/3处，Ep2的作用点在离墙底h/2处，从而可求得合力的作用点。 无粘性土 ： 作用在单位长度挡土墙上的土压力Ep： 三、几种情况下朗肯土压力的计算 （一）土体表面有均布荷载q作用（以无粘性土为例） 当墙后土体表面有连续均布荷载q作用时，土压力的计算方法是将均布荷载换算为当量的土重，即用假想的土重代替均布荷载。 当土体表面水平时(图a )，当量的土层厚度为： 图6-9 土体表面有均布荷载的郎肯土压力计算 （a）土体表面水平 相应主动土压力强度 A点土压力强度 B点土压力强度 然后以AB为墙背，按土体表面无荷载的情况计算土压力。 【以无粘性土为例】 当墙后土体表面倾斜和墙背倾斜时，假想的墙高应为((h‘ ＋h )，根据△A`AE的几何关系可得： 然后，同样以AB为假想的墙背按土体表面无荷载的情况计算土压力。 图6-9 土体表面有均布荷载的郎肯土压力计算 （b）土体表面倾斜 【例题6-2】挡土墙高6m，土体的物理力学性质指标为：c=0kPa， φ=30°， γ=19kN/m3 ，墙背直立、光滑，土体表面水平并有均布荷载=20kPa，求挡土墙的主动土压力及作用点位置，并绘出土压力分布图。 （二）成层土体中的土压力计算（以无粘性土为例） 一般情况下墙后土体均由几层不同性质的水平土层组成。 在计算各点的土压力时，可先计算其相应的自重应力，在土压力公式中项σz换以相应的自重应力即可. 需注意的是土压力系数应采用各点对应土层的土压力系数值。 如图6-11所示的挡土墙，墙后有几层不同性质的水平土层； 在计算土压力时，第一层的土压力按均质土计算，土压力的分布为图6-11中的abc部分； 计算第二层土压力时，将第一层土按重度换算为与第二层土相同的当量土层，即其当量土层厚度为 然后以（h?1+h2 )为墙高按均质土计算土压力，但只在第二层土层范围内有效，如图6-11中的bdfe部分。 【例题6-3】挡土墙高5 m，墙背直立、光滑，墙后土体表面水平，共分二层，各层土的物理力学指标如图所示，求主动土压力并绘出土压力分布图。 （三）墙后土体中有地下水的土压力计算 1、假设浸水前后土体内摩擦角φ值不变 当墙后土体中有地下水存在时，墙体除受到土压力的作用外，还将受到水压力的作用。 通常所说的土压力是指土粒有效应力形成的压力，其计算方法是地下水位以下部分采用土的有效重度计算，水压力按静水压力计算。 但在实际工程中计算墙体上的侧压力时，考虑到土质条件的影响，可分别采用“水土分算”或“水土合算”的计算方法。 所谓“水土分算”法 是将土压力和水压力分别计算后再叠加的方法，这种方法比较适合渗透性大的砂土层情况； “水土合算”法 在计算土压力时则将地下水位以下的土体重度取为饱和重度，水压力不再单独计算叠加，这种方法比较适合渗透性小的粘性土层情况。 ? ?? A B C ?wh2 水土分算法采用有效重度计算土压力，按静压力计算水压力，然后两者叠加为总的侧压力。P135 A点 B点 C点 土压力强度: 水压力强度: B点 C点 作用在墙背的总压力为土压力和水压力之和，作用