挡土墙土压力计算.ppt

挡土墙土压力计算第一节概述（c）基坑围护结构E挡土墙的常见类型：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。根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为三种：1）静止土压力（E0）对应于图中A点，墙位移为0（挡土墙静止不动（见课本P192-P193）根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为三种：2）主动土压力（Ea）对应于图中B点墙前位移。根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为三种：3）被动土压力（Ep）对应于图中C点墙向填土的方向位移三种土压力之间的关系作用在挡土结构背面的静止土压力可视为天然土层自重应力的水平分量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zK0——土的侧压力系数或称为静止土压力系数。1.通过侧限条件下的试验测定2.采用经验公式K0=1-sinφ’计算3.按相关表格提供的经验值确定——墙后填土重度，kN/m3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：K0h静止土压力的应用第三节朗肯土压力理论剪切面方向剪切面方向剪切面方向pa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。45o＋/2H/32c√Ka2c√Ka例题分析【解答】例题分析【解答】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。被动土压力讨论：当c＞0,粘性土已知某混凝土挡土墙，墙高为H＝6.0m，墙背竖直，墙后填土表面水平，填土的重度18.5kN/m3，内摩擦角20°，粘聚力c=19kPa。计算作用在此挡土墙上的被动土压力及其作用点，并绘出被动土压力分布图。解：四、几种常见情况下土压力计算四、几种常见情况下土压力计算四、几种常见情况下土压力计算2021/5/62021/5/62021/5/62.成层填土情况（以无粘性土为例）2021/5/62021/5/62021/5/6例题分析【解答】3.墙后填土存在地下水（以无粘性土为例）例题解析见教材P200例题解析例题解析例题解析例题解析第四节库仑土压力理论库仑土压力理论W土楔在三力作用下，静力平衡土楔在三力作用下，静力平衡土楔在三力作用下，静力平衡主动土压力与墙高的平方成正比主动土压力强度例题分析（见课本P207）库仑土压力理论库仑土压力理论库仑土压力理论库伦土压力理论假设墙后填土是理想的散体，也就是填土只有内摩擦角而没有内聚力c，从理论上说只适用于无粘性填土。但在实际工程中有时不得不采用粘性填土，为了考虑粘性土的内聚力c对土压力的影响，应用库伦公式时，曾有人将内摩擦角增大，采用所谓“等值内摩擦角”来综合考虑内聚力对土压力的效应，但误差较大。图解法：图解法：W、C、Ca大小方向均已知，R和E方向已知，但大小未知，考虑到力系平衡，由力矢多边形确定E的数值。如上图b。五、土压力计算方法讨论五、土压力计算方法讨论五、土压力计算方法讨论五、土压力计算方法讨论五、土压力计算方法讨论