第6章 土压力计算.pptVIP

墙背不垂直，不光滑墙后填土任意（不水平）此时，点的应力状态复杂，主应力方向不明确。不能从点的极限平衡出发进行求解。如果:如何计算挡土墙后的土压力？1776年法国的C.A.库伦(Coulomd)根据墙后土楔处于极限平衡状态时的力系平衡条件，提出了另一种土压力分析方法，称为库伦土压力理论。它能适用于各种填土面和不同的墙背条件，且方法简便，计算主动土压力时有足够的计算精度，至今仍然是一种被广泛采用的土压力理论。§6.5库伦土压力理论第30页，共68页，星期日，2025年，2月5日1.假设条件：(1)平面滑裂面假设：当墙向前或向后移动，填土达到破坏时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，BC与水平面成θ角。(2)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。(3)楔体ABC整体处于极限平衡状态。滑动面上剪应力τ已达抗剪强度τf。第31页，共68页，星期日，2025年，2月5日2.适用条件：(1)墙背与填土面条件倾斜墙背的陡墙(ααcr)，填土面不限，即α、β、δ可以不为零，但也可以等于零。填土形式不限，计算面为第二滑裂面(2)土质条件数解法一般适用于无粘性土，图解法则对于无粘性土或粘性土均可方便应用。第32页，共68页，星期日，2025年，2月5日库伦理论与朗肯理论区别库伦理论朗肯理论①墙背可以倾斜，具有倾角α①挡土墙的墙背垂直②墙后填土面可以有倾角β②挡土墙的墙后填土表面水平③墙背可以粗糙，与填土之间存在摩擦力，摩擦角为δ。③挡土墙的墙背光滑，墙和填土之间没有摩擦力④从考虑墙后某个滑动楔体的整体平衡条件出发，直接求出作用在墙背上的总土压力E。④从研究墙后土体中一点的应力状态出发，从而求出作用在墙背上的土压力强度p。第33页，共68页，星期日，2025年，2月5日计算原理：(1)假定滑动面BC，ΔABC为可能的滑动楔体自重G为ΔABC·γ。G值为已知。(2)墙背AB对滑动楔体的支承反力E数值未知，方向已知，与墙背法线N2成δ角(墙与土的摩擦角)。(3)滑动面BC下方不动土体对滑动楔体的反力R的数值未知而方向已定，R的方向与滑动面BC法线N1成φ角。一、库伦主动土压力计算1.填土为无粘性土第34页，共68页，星期日，2025年，2月5日(4)滑动楔体G、E和R三个力作用下处于静力平衡状态。三个力交于一点，可得封闭的力三角形Δabc。G竖直向下；G与R的夹角∠2=θ-φ；G与E的夹角为ψ，ψ=90o-α-δ；E与R的夹角为180o-[ψ+(θ-φ)]。(5)取不同滑动面坡角θ1，θ2，…，则G，R，E数值也随之发生变化，找出最大的E，即为所求的真正的主动土压力Ea。一、库伦主动土压力计算1.填土为无粘性土第35页，共68页，星期日，2025年，2月5日计算公式：(1)主动土压力系数Ka是φ、α、δ和β的函数，可由表7-1查得。表中α为负值时，表示墙背倾斜方向与图7-20相反。一、库伦主动土压力计算1.填土为无粘性土第36页，共68页，星期日，2025年，2月5日一、库伦主动土压力计算(2)墙背与填土之间的摩擦角δ由试验确定或参考表7-2取值。第37页，共68页，星期日，2025年，2月5日(3)主动土压力分布:①Ea与墙高h的平方成正比，为求得离墙顶为任意深度z处的主动土压力强度pa，可将Ea对z求导而得，即：②主动土压力强度沿墙高呈三角形分布。③Ea的作用点在离墙底h/3处，作用方向在墙背法线上方，并与法线成δ角或与水平面成α+δ角。第38页，共68页，星期日，2025年，2月5日填土面上有均布荷载(1)假定滑裂面位置不变。计入作用于滑动楔体上的荷载G=qlcosβ，推导总土压力Ea。(2)Ea′、Ea分别为填土表面没有荷载和有均布荷载作用的总土压力。根据三角形相似原理：一、库伦主动土压力计算1.填土为无粘性土第39页，共68页，星期日，2025年，2月5日(1)库伦土压力理论假设墙后填土是理想散体，只有内摩擦角φ而没有粘聚力c，理论上只适用于无粘性填土。(2)实际工程中采用粘性填土，为了考虑粘性土的粘聚力c对土压力数值的影响，在应用库伦公式时，曾有将内摩擦角φ增大，采用“等值内摩擦角φD”来综合考虑粘聚力对土压力的效应的方法，但误差较大。(3)可用以下方法确定：①图解法②《建筑地基基础设计规范》推荐的公式一、库伦主动土压力计算1.填土为无粘性土第40页，共68页，星期日，2025年，2月5日如果挡土墙的位移很大，足以