基础工程学基础工程学 (34).pdf

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1、基础工程学5 基坑工程5.2 土压力理论土压力概念由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。挡土结构物是为了防止土体坍塌、失稳的立式结构物。挡土墙按结构形式分类重力式挡土墙悬臂式挡土墙扶臂式挡土墙锚杆式挡土墙加筋土挡土墙按受力特征分类刚性挡土墙柔性挡土墙挡土墙应用挡土墙实例重力式挡墙挡土墙实例 悬臂式挡土墙 扶臂式挡土墙挡土墙实例锚杆式挡土墙挡土墙实例 加筋土挡土墙挡土墙验算稳定性验算抗倾覆抗滑移地基的承载力验算墙身强度验算土压力-位移分析土压力分类静止土压力主动土压力被动土压力+0 0 静止土压力的计算计算公式静止土压力系数0=000=1 1 s

2、in0.95 sin 1 sin0=1202朗肯(Rankine)土压力理论理论条件墙背光滑墙背垂直填土表面水平、均质基本假设墙后各点均处于极限平衡状态朗肯主动土压力应力状态分析13+9031=2+45主动土压力可分为两部分填土自重产生粘土粘聚力产生=1 2 1+-2 0=2 0临界土压力深度粘土主动土压力Z0特别说明主动土压力计算=1tan245 2=1tan245 2 2 tan 45 2=1=tan245 2=1 2=122=012 020土压力公式合力砂土砂土粘性土粘性土朗肯被动土压力应力状态分析大主应力由1逐渐转换成313+9031=45 2被动土压力计算土压力公式砂土粘性土合力砂土

3、粘性土=1tan245+2=1tan245+2+2 tan 45+2=1=tan245+2=1+2=122=122+2 朗肯土压力理论不足回顾朗肯土压力理论基本假定墙背光滑墙背垂直填土表面水平、均质提问：现实中墙背不光滑不垂直的任意土体，如何分析？库仑土压力理论库仑土压力理论基本假定挡土墙是刚性的。挡土墙后填土为无黏性土。当挡土墙向前或向后偏移时，墙后滑动土楔体沿墙背和某个通过墙踵的平面发生滑动。滑动土楔体视为刚体。图解分析主动土压力 为变量，不可直接测量平衡分析土楔受力分析正弦三角关系自重G计算 =90 =sin sin 180 +=cos=sin 90 +sin 90 +=12 sin 9

4、0 +=122 cos sin cos2 sin sin +=122 =122=()挡土墙情况墙背摩擦角墙背平滑、排水不良(00.33)墙背粗糙、排水不良(0.330.5)墙背很粗糙、排水良好(0.50.67)墙背与填土间不能滑动(0.671.0)关于墙背摩擦角库仑被动土压力对比分析摩擦力的方向与主动临界状态相反库仑被动土压力计算公式=122222p)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cosK朗肯V.S.库仑分析方法朗肯 土体内各点均处于极限平衡状态 极限应力法 理论严密库仑 刚性楔体,滑面上处于极限平衡状态 滑动楔体法 简化分析极限平衡理论朗肯V.S.库仑适用范围朗

5、肯填土表面水平，墙背垂直，墙面光滑砂土、粘土均可应用库仑可适用于复杂条件数解法只能应用于砂土朗肯V.S.库仑计算误差RE库伦WE郎肯WRE郎肯E库伦主动土压力朗肯库仑被动土压力朗肯库仑朗肯V.S.库仑误差分析=0滑裂面是直线，两种理论计算Ka、Kp相同0Ka朗肯偏大10%左右，工程偏安全库伦偏小一些Kp朗肯偏小可达几倍库伦偏大可达几倍实际工程问题中，土压力计算相当复杂特殊条件上覆荷载1=gz+qpa=3=qKa+gzKa 用假想的土重（=/）代替均布荷载 计算假想墙高(+)上的土压力 确定实际墙高的土压力特殊条件分层填土思路假设各土层的分界面与填土表面平行分层计算，得到每层土的土压力分布、合力大小、方向及作用点按照分层土静止土压力的方法计算本节小结挡土墙的作用及类型土压力的计算方法