最新岩土力学课件--第六章挡土结构物上的土压力双语PPT课件.ppt

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1、岩土力学课件岩土力学课件-第六章挡土结构第六章挡土结构物上的土压力双语物上的土压力双语一、挡土墙的结构类型对土压力分布的影响一、挡土墙的结构类型对土压力分布的影响The The influence of structure types of earth-retaining wall influence of structure types of earth-retaining wall on con c distribution distribution(一一)、刚性挡土墙（、刚性挡土墙（rigid rigid earth-retaining wall earth-retaining wall

2、）用砖、石、混凝土所筑成，断面较大。用砖、石、混凝土所筑成，断面较大。图图6-2 6-2 刚性挡土墙背刚性挡土墙背 上压力分布上压力分布图图6-3 6-3 柔性挡土墙背柔性挡土墙背 上压力分布上压力分布11/9/20222课件第三节第三节 朗肯土压力理论朗肯土压力理论6.3 Rankines Theory of Earth Pressure 一、基本原理一、基本原理一、基本原理一、基本原理(basic principles)(basic principles)图图图图6-96-9，6-106-1011/9/20229课件二、水平填土面上的朗肯土压力二、水平填土面上的朗肯土压力二、水平填土面上的

3、朗肯土压力二、水平填土面上的朗肯土压力The RankinesThe Rankines earth pressure on the level fill surface假设假设假设假设:（1 1）墙体为刚性体）墙体为刚性体）墙体为刚性体）墙体为刚性体 （2 2）墙背垂直，光滑）墙背垂直，光滑）墙背垂直，光滑）墙背垂直，光滑 Consider a semi-infinite mass of soil with a Consider a semi-infinite mass of soil with a horizontalhorizontalSurface and having a vertic

4、al boundary formed by a smooth wall surface extending to semi-semi-infinite depth,as represented in Fig 6-9.The soil is infinite depth,as represented in Fig 6-9.The soil is assumed to be assumed to be homogeneous homogeneous（均匀）（均匀）（均匀）（均匀）and isotopic and isotopic（各向同性）（各向同性）（各向同性）（各向同性）.（一）主动土压力（一

5、）主动土压力（一）主动土压力（一）主动土压力（Active Active earth pressure）1 1无粘性土无粘性土无粘性土无粘性土(none-cohesive soilnone-cohesive soil)C=0 C=0 C=0 C=0，由（，由（，由（，由（5-145-145-145-14）11/9/202210课件2 2粘性土粘性土粘性土粘性土(cohesive soilcohesive soil)将将将将代入代入代入代入得得（6-76-7）（6-66-6）11/9/202211课件则有（图则有（图则有（图则有（图6-126-126-126-12）令令令令（6-6-8 8）（拉

6、应力区深度）拉应力区深度）总压力（三角形总压力（三角形总压力（三角形总压力（三角形abcabcabcabc之面积）：之面积）：之面积）：之面积）：作用点位置：作用点位置：作用点位置：作用点位置：11/9/202212课件（二）被动土压力（二）被动土压力（二）被动土压力（二）被动土压力（Passive Passive earth pressure）1 1 1 1无粘性土无粘性土无粘性土无粘性土(none-cohesive soil)(none-cohesive soil)将将代入代入代入代入被动土压力系数被动土压力系数被动土压力系数被动土压力系数合力合力合力合力：（图（图（图（图6-136-13

7、6-136-13）11/9/202213课件1 1 1 1粘性土粘性土粘性土粘性土(cohesive soil)(cohesive soil)同理将同理将同理将同理将 代入代入得得得得合力：合力：合力：合力：（图（图6-146-14）11/9/202214课件（二）应力法求解无粘性土主动土压力（二）应力法求解无粘性土主动土压力（二）应力法求解无粘性土主动土压力（二）应力法求解无粘性土主动土压力To calculate the active earth pressure by stress methodTo calculate the active earth pressure by stres

8、s method 故故故故 ac ac ac ac面上正应力面上正应力面上正应力面上正应力 即为即为即为即为A A A A点，画出与水平点，画出与水平点，画出与水平点，画出与水平成成成成 在座标系上作点在座标系上作点在座标系上作点在座标系上作点 11/9/202215课件（2 2 2 2）在圆点找）在圆点找）在圆点找）在圆点找E E E E点点点点（1 1）（2 2）由（由（由（由（1 1）、（）、（）、（）、（2 2）可求）可求）可求）可求 （3 3）11/9/202216课件故故故故B B B B点代表单元体竖直面上应力，即点代表单元体竖直面上应力，即点代表单元体竖直面上应力，即点代表单元

9、体竖直面上应力，即根据几何关系可推出：根据几何关系可推出：根据几何关系可推出：根据几何关系可推出：可以看出，当可以看出，当可以看出，当可以看出，当=0=0=0=0时，时，时，时，简写为简写为简写为简写为 （6-146-146-146-14）（6-156-156-156-15）同理：同理：同理：同理：（6-196-196-196-19）上述公式适用条件：上述公式适用条件：上述公式适用条件：上述公式适用条件：11/9/202217课件例例：试试用用朗朗肯肯土土压压力力理理论论计计算算主主动动土土压压力力及及其其作作用用点点的位置和方向。的位置和方向。方向方向取取A AB B解：从解：从A A点作竖

10、直线点作竖直线ACAC，求出求出ACAC上：上：计算计算ABAB与与ACAC间填土重量：间填土重量：作用于作用于ABAB上土压力为上土压力为 与与 的合力的合力C C11/9/202218课件作用在墙底以上：作用在墙底以上：作用在墙底以上：作用在墙底以上：作用方向与水平面夹角作用方向与水平面夹角作用方向与水平面夹角作用方向与水平面夹角 11/9/202219课件第四节第四节 库伦土压力理论库伦土压力理论6.4 Coulombs Theory of Earth Pressure 一、方法要点一、方法要点一、方法要点一、方法要点(outline of the method)(outline of

11、the method)（一）库伦公式推导的出发点（一）库伦公式推导的出发点（一）库伦公式推导的出发点（一）库伦公式推导的出发点The start to deduce Coulombs formulaThe start to deduce Coulombs formula（图（图（图（图6-196-196-196-19）与朗肯区别：（与朗肯区别：（与朗肯区别：（与朗肯区别：（1 1 1 1）墙背倾角）墙背倾角）墙背倾角）墙背倾角 ，摩擦角，摩擦角，摩擦角，摩擦角 ，填土倾，填土倾，填土倾，填土倾角角角角 ；（2 2 2 2）直接求）直接求）直接求）直接求E E E E。（二）假设条件（二）假设条

12、件（二）假设条件（二）假设条件(assumption)(assumption)（1 1 1 1）墙体为刚性体）墙体为刚性体）墙体为刚性体）墙体为刚性体（2 2 2 2）平面滑裂面假设：）平面滑裂面假设：）平面滑裂面假设：）平面滑裂面假设：ABABABAB、BCBCBCBC滑面滑面滑面滑面（3 3 3 3）刚体滑动假设：楔）刚体滑动假设：楔）刚体滑动假设：楔）刚体滑动假设：楔ABCABCABCABC为刚体为刚体为刚体为刚体（4 4 4 4）土楔）土楔）土楔）土楔ABCABCABCABC处于极限平衡状态处于极限平衡状态处于极限平衡状态处于极限平衡状态11/9/202220课件图图图图6-196-1

13、96-196-1911/9/202221课件（三）取滑动楔体（三）取滑动楔体ABCABC为隔离体进行受力分析为隔离体进行受力分析Take the trial wedge ABC as a separating part to analyse Take the trial wedge ABC as a separating part to analyse the forces acting on the itthe forces acting on the itREWREW（a a）主动状态）主动状态（b b）被动状态）被动状态The forces acting on the soil wedg

14、e at failure are:The forces acting on the soil wedge at failure are:(1)the weight of the(1)the weight of the wedge(W)wedge(W)(2)the reaction(E)between the(2)the reaction(E)between the wall and the soil,acting at wall and the soil,acting at angle angle below the normal;below the normal;(3)the reactio

15、n(R)on the(3)the reaction(R)on the failure plane,acting at angle failure plane,acting at angle below the normal;below the normal;11/9/202222课件1 1作出作出作出作出E E、R R的方向的方向的方向的方向2 2由力三角形，求由力三角形，求由力三角形，求由力三角形，求E E、R R大小大小大小大小3 3求极值，找出真正滑裂面。求极值，找出真正滑裂面。求极值，找出真正滑裂面。求极值，找出真正滑裂面。二、数解法二、数解法二、数解法二、数解法(mathematic

16、s method)(mathematics method)（1 1）楔体重量（取沿墙长度为）楔体重量（取沿墙长度为）楔体重量（取沿墙长度为）楔体重量（取沿墙长度为1m1m）图图图图6-216-216-216-2111/9/202223课件2 2 11/9/202224课件式中式中式中式中 为定值为定值为定值为定值变化范围，变化范围，变化范围，变化范围，时，时，时，时，R R R R与与与与W W W W重合重合重合重合 ，时，无楔形体（时，无楔形体（时，无楔形体（时，无楔形体（ACAC与与与与ABAB重合）重合）重合）重合）中间必有最大值中间必有最大值中间必有最大值中间必有最大值 求出最危险的

17、滑裂面和相应的破坏角求出最危险的滑裂面和相应的破坏角求出最危险的滑裂面和相应的破坏角求出最危险的滑裂面和相应的破坏角 11/9/202225课件代入代入E E求得求得 土压力强度沿墙高的分布形式：土压力强度沿墙高的分布形式：(6-(6-22)22)图图6-22 6-22 库伦土压力强度分布库伦土压力强度分布11/9/202226课件三、图解法（简介）三、图解法（简介）D 库伦土压力理论库伦土压力理论:讨论讨论的砂土的土压力的砂土的土压力,且要求填土面为平面且要求填土面为平面;当填土为当填土为的粘性土或填土面不是平面的粘性土或填土面不是平面,而是而是任意折线或曲线形状时任意折线或曲线形状时,前述

18、库伦理论不能用前述库伦理论不能用,此此时可采用图解法。时可采用图解法。（一）基本方法（一）基本方法（二）库尔曼图解法（二）库尔曼图解法11/9/202227课件第五节第五节 朗肯理论与库伦理论的比较朗肯理论与库伦理论的比较6.5 The comparison between Rankines Theory and Coulombs Theory 一、分析方法的异同一、分析方法的异同一、分析方法的异同一、分析方法的异同similarities and differences between the two analysis similarities and differences between

19、 the two analysis methodsmethods相同相同相同相同(similarities)(similarities)：均属于极限平衡状态土压力理论（均属于极限平衡状态土压力理论（均属于极限平衡状态土压力理论（均属于极限平衡状态土压力理论（both belong to the both belong to the limiting equilibrium state earth pressure Theory limiting equilibrium state earth pressure Theory）不同不同不同不同(differences)(differences)：

20、朗肯：一点的应力状态朗肯：一点的应力状态朗肯：一点的应力状态朗肯：一点的应力状态极限平衡极限平衡极限平衡极限平衡竖直面竖直面竖直面竖直面土压强土压强土压强土压强总土压力总土压力总土压力总土压力或或或或 （极限（极限（极限（极限 应力法）应用受限制应力法）应用受限制应力法）应用受限制应力法）应用受限制11/9/202228课件库仑：库仑：整体整体极限平衡极限平衡静力平衡条件静力平衡条件总土压力总土压力或或 （滑动楔体法）（滑动楔体法）二、适用范围二、适用范围(Application scopes)(Application scopes)（一）坦墙的土压力计算（一）坦墙的土压力计算The eart

21、h pressure calculation of flat retaining wallThe earth pressure calculation of flat retaining wall1 1什么是坦墙什么是坦墙(flat retaining wall)(flat retaining wall)出现第二滑裂面之挡土墙出现第二滑裂面之挡土墙讨论：讨论：（1 1）ABCABC尚未处于极限平衡状态尚未处于极限平衡状态视为墙体的一部分视为墙体的一部分（2 2）应为应为 与与 之合力之合力图图6-28 6-28 坦墙与第二滑裂面坦墙与第二滑裂面A AB BC C第一滑第一滑裂面裂面第二滑裂面第二滑裂面 11/9/202229课件（3 3）产生第二滑裂面的条件）产生第二滑裂面的条件若若 则则 则则 根据库伦理论，第一滑裂根据库伦理论，第一滑裂面倾角面倾角作用于作用于BCBC上的库伦土压力上的库伦土压力 可求可求故作用于故作用于ACAC上的总土压力可求上的总土压力可求 C C D D (库伦库伦)B B/B B (朗肯朗肯)crcr 图图6-29 6-29 坦墙的土压力计算坦墙的土压力计算11/9/202230课件结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！31