擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力

1、第七章第七章 擋土結(jié)構(gòu)物的土壓力擋土結(jié)構(gòu)物的土壓力n7.1 概述n7.2 朗肯土壓力理論n7.3 庫侖土壓力理論n7.4 土壓力計(jì)算方法的一些問題n7.5 擋土墻設(shè)計(jì)n7.6 新型擋土結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容7.1 土壓力概述土壓力土壓力通常是指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用通常是指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對墻背產(chǎn)生的側(cè)壓力對墻背產(chǎn)生的側(cè)壓力E填土面填土面碼頭碼頭橋臺(tái)橋臺(tái)E隧道側(cè)墻隧道側(cè)墻EEn一、一、土壓力類型土壓力類型被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力靜止土壓力靜止土壓力土壓力土壓力n1.1.靜止土壓力靜止土壓力 n擋土墻在壓力作用下?lián)跬翂υ趬毫ψ饔孟虏话l(fā)生任何變形和位不發(fā)生任何變形和

2、位移，墻后填土處于彈移，墻后填土處于彈性平衡狀態(tài)時(shí)，作用性平衡狀態(tài)時(shí)，作用在擋土墻背的土壓力在擋土墻背的土壓力Eo on2.2.主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力 n在土壓力作用下，擋土在土壓力作用下，擋土墻離開土體向前位移至墻離開土體向前位移至一定數(shù)值，墻后土體達(dá)一定數(shù)值，墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻背的土壓力作用在墻背的土壓力滑裂面滑裂面Ean3.3.被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力 n播放動(dòng)畫播放動(dòng)畫n播放動(dòng)畫播放動(dòng)畫Ep滑裂面滑裂面n在外力作用下，擋土墻在外力作用下，擋土墻推擠土體向后位移至一推擠土體向后位移至一定數(shù)值，墻后土體達(dá)到定數(shù)值，墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，被動(dòng)極

3、限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻上的土壓力作用在墻上的土壓力n4.4.三種土壓力之間的關(guān)系三種土壓力之間的關(guān)系 - -+ + +- -EoapEaEo oEpn對同一擋土墻，在填土對同一擋土墻，在填土的物理力學(xué)性質(zhì)相同的的物理力學(xué)性質(zhì)相同的條件下條件下有以下規(guī)律：有以下規(guī)律：n1. 1. Ea Eo Epn2.2. p an二、靜止土壓力計(jì)算二、靜止土壓力計(jì)算作用在擋土結(jié)構(gòu)背面的靜止土壓力可視為天然土層自重應(yīng)作用在擋土結(jié)構(gòu)背面的靜止土壓力可視為天然土層自重應(yīng)力的水平分量力的水平分量 K0h hzK0zooKhE221zh/3靜止土壓力靜止土壓力系數(shù)系數(shù)zKpoo靜止土壓力強(qiáng)度靜止土壓力強(qiáng)度 靜止土壓力系

4、數(shù)靜止土壓力系數(shù)測定方法：測定方法： n1.1.通過側(cè)限條通過側(cè)限條件下的試驗(yàn)測定件下的試驗(yàn)測定 n2.2.采用經(jīng)驗(yàn)公采用經(jīng)驗(yàn)公式式K0 = 1-1-sin 計(jì)算計(jì)算 n3.3.按相關(guān)表格按相關(guān)表格提供的經(jīng)驗(yàn)值確提供的經(jīng)驗(yàn)值確定定靜止土壓力分布靜止土壓力分布 土壓力作用點(diǎn)土壓力作用點(diǎn)三角形分布三角形分布 作用點(diǎn)距墻底作用點(diǎn)距墻底h/ /3 7.2 朗肯土壓力理論n一、朗肯土壓力基本理論一、朗肯土壓力基本理論n1.1.擋土墻背垂直、光滑擋土墻背垂直、光滑 n2.2.填土表面水平填土表面水平 n3.3.墻體為剛性體墻體為剛性體z=zxK0zzf=0=0p paKazp ppKpz增加增加減小減小4

5、545o o- - / 24545o o / 2大主應(yīng)力方向大主應(yīng)力方向主動(dòng)主動(dòng)伸展伸展被動(dòng)被動(dòng)壓縮壓縮小主應(yīng)力方向小主應(yīng)力方向p pap pp f zK0z f =c+ tan 土體處于土體處于彈性平衡彈性平衡狀態(tài)狀態(tài)主動(dòng)極限主動(dòng)極限平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)被動(dòng)極限被動(dòng)極限平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)水平方向均勻壓縮水平方向均勻壓縮伸展伸展壓縮壓縮主動(dòng)朗主動(dòng)朗肯狀態(tài)肯狀態(tài)被動(dòng)朗被動(dòng)朗肯狀態(tài)肯狀態(tài)水平方向均勻伸展水平方向均勻伸展處于主動(dòng)朗肯狀態(tài)，處于主動(dòng)朗肯狀態(tài)，1 1方向豎直，剪切方向豎直，剪切破壞面與豎直面夾角為破壞面與豎直面夾角為4545o o- - /2/24545o o- - /2/24545o o /

6、2/2處于被動(dòng)朗肯狀態(tài)，處于被動(dòng)朗肯狀態(tài)，3 3方向豎直，剪切方向豎直，剪切破壞面與豎直面夾角為破壞面與豎直面夾角為4545o o /2/2n二、主動(dòng)土壓力二、主動(dòng)土壓力4545o o /2/2h擋土墻在土壓力作用下，產(chǎn)擋土墻在土壓力作用下，產(chǎn)生離開土體的位移，豎向應(yīng)生離開土體的位移，豎向應(yīng)力保持不變，水平應(yīng)力逐漸力保持不變，水平應(yīng)力逐漸減小，位移增大到減小，位移增大到a，墻后，墻后土體處于朗肯主動(dòng)狀態(tài)時(shí)，土體處于朗肯主動(dòng)狀態(tài)時(shí)，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，它與大主應(yīng)力面夾角它與大主應(yīng)力面夾角4545o o /2/2，水平應(yīng)力降低到最低極限值水平應(yīng)力降低到最低極限值z(1

7、1)pa a(3 3)極限平衡條件極限平衡條件245tan2245tan213ooc朗肯主動(dòng)土壓朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù)力系數(shù)aaaKczKp2朗肯主動(dòng)土朗肯主動(dòng)土壓力強(qiáng)度壓力強(qiáng)度z zh/3EahKan討論：討論：當(dāng)當(dāng)c=0=0, ,無粘性土無粘性土aaaKczKp2朗肯主動(dòng)土朗肯主動(dòng)土壓力強(qiáng)度壓力強(qiáng)度aazKphn1.1.無粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度與無粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度與z成正比，沿墻高呈三角形分布成正比，沿墻高呈三角形分布n2.2.合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積n3.3.合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底h/

8、3處處aKh2)2/1 (2cKaEa(h-z0)/3當(dāng)當(dāng)c0 0, , 粘性土粘性土h粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分n1. 1. 土的自重引起的土壓力土的自重引起的土壓力zKan2.2. 粘聚力粘聚力c引起的負(fù)側(cè)壓力引起的負(fù)側(cè)壓力2cKa說明：說明：負(fù)側(cè)壓力是一種拉力，由于土與負(fù)側(cè)壓力是一種拉力，由于土與結(jié)構(gòu)之間抗拉強(qiáng)度很低，受拉極易開裂，結(jié)構(gòu)之間抗拉強(qiáng)度很低，受拉極易開裂，在計(jì)算中不考慮在計(jì)算中不考慮負(fù)側(cè)壓力深度為臨界深度負(fù)側(cè)壓力深度為臨界深度z0020aaaKcKzp)/(20aKczn1.1.粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度存在負(fù)粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)側(cè)壓

9、力區(qū)（計(jì)算中不考慮）（計(jì)算中不考慮）n2.2.合力大小為分布圖形的面積合力大小為分布圖形的面積（不計(jì)負(fù)側(cè)壓力部分）（不計(jì)負(fù)側(cè)壓力部分）n3.3.合力作用點(diǎn)在三角形形心，即合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底作用在離墻底( (h- -z0) )/3處處2/)2)(0aaaKchKzhEaaaKczKp2z0hKa-2cKan三、被動(dòng)土壓力三、被動(dòng)土壓力極限平衡條件極限平衡條件245tan2245tan231ooc朗肯被動(dòng)土壓朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù)力系數(shù)pppKczKp2朗肯被動(dòng)土朗肯被動(dòng)土壓力強(qiáng)度壓力強(qiáng)度z(3 3)pp p(1 1)4545o o /2/2hz z擋土墻在外力作用下，擋土墻在外力

10、作用下，擠壓墻背后土體，產(chǎn)生擠壓墻背后土體，產(chǎn)生位移，豎向應(yīng)力保持不位移，豎向應(yīng)力保持不變，水平應(yīng)力逐漸增大，變，水平應(yīng)力逐漸增大，位移增大到位移增大到p，墻后，墻后土體處于朗肯被動(dòng)狀態(tài)土體處于朗肯被動(dòng)狀態(tài)時(shí)，墻后土體出現(xiàn)一組時(shí)，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，它與小主應(yīng)力滑裂面，它與小主應(yīng)力面夾角面夾角4545o o /2/2，水平，水平應(yīng)力增大到最大極限值應(yīng)力增大到最大極限值n討論：討論：當(dāng)當(dāng)c=0=0, ,無粘性土無粘性土pppKczKp2朗肯被動(dòng)土朗肯被動(dòng)土壓力強(qiáng)度壓力強(qiáng)度ppzKpn1.1.無粘性土被動(dòng)土壓力強(qiáng)度與無粘性土被動(dòng)土壓力強(qiáng)度與z成正比，沿墻高呈三角形分布成正比，沿墻高呈三角形分布

11、n2.2.合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積n3.3.合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底h/3處處hhKph/3EppKh2)2/1 (當(dāng)當(dāng)c0 0, , 粘性土粘性土粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分n1. 1. 土的自重引起的土壓力土的自重引起的土壓力zKpn2.2. 粘聚力粘聚力c引起的側(cè)壓力引起的側(cè)壓力2cKp說明：說明：側(cè)壓力是一種正壓力，在計(jì)算側(cè)壓力是一種正壓力，在計(jì)算中應(yīng)考慮中應(yīng)考慮pppKchKhE2)2/1 (2n1.1.粘性土被動(dòng)土壓力強(qiáng)度不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)粘性土被動(dòng)

12、土壓力強(qiáng)度不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)n2.2.合力大小為分布圖形的面積，即梯形分布圖形面積合力大小為分布圖形的面積，即梯形分布圖形面積n3.3.合力作用點(diǎn)在梯形形心合力作用點(diǎn)在梯形形心土壓力合力土壓力合力hEp2cKphKp 2cKphppppKczKp2四、例題分析四、例題分析n【例】有一擋土墻，高有一擋土墻，高6 6米，墻背直立、光滑，墻后填土米，墻背直立、光滑，墻后填土面水平。填土為粘性土，其重度、內(nèi)摩擦角、粘聚力如面水平。填土為粘性土，其重度、內(nèi)摩擦角、粘聚力如下圖所示下圖所示 ，求主動(dòng)土壓力及其作用點(diǎn)，并繪出主動(dòng)土壓求主動(dòng)土壓力及其作用點(diǎn)，并繪出主動(dòng)土壓力分布圖力分布圖h=6m =17kN/m

13、=17kN/m3c=8kPa=8kPa =20=20o on【解答】解答】主動(dòng)土壓力系數(shù)主動(dòng)土壓力系數(shù)49. 0245tan2oaK墻底處土壓力強(qiáng)度墻底處土壓力強(qiáng)度kPaKchKpaaa8.382臨界深度臨界深度mKcza34.1)/(20主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力mkNKchKzhEaaa/4 .902/ )2)(0主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)距墻底的距離距墻底的距離mzh55. 1)(3/1 (02cKaz0Ea(h-z0)/36m6mhKa-2cKan五、幾種常見情況下土壓力計(jì)算五、幾種常見情況下土壓力計(jì)算n1.1.填土表面有均布荷載填土表面有均布荷載（以無粘性土為例）（以無粘性土為例）

14、zqh填土表面深度填土表面深度z z處豎向應(yīng)力為處豎向應(yīng)力為( (q+q+z) )AB相應(yīng)主動(dòng)土壓力強(qiáng)度相應(yīng)主動(dòng)土壓力強(qiáng)度aaKqzp)(A A點(diǎn)土壓力強(qiáng)度點(diǎn)土壓力強(qiáng)度aaAqKpB B點(diǎn)土壓力強(qiáng)度點(diǎn)土壓力強(qiáng)度aaBKqhp)(若填土為粘性土，若填土為粘性土，c0 0臨界深度臨界深度z0/)/(20qKczaz0 0 0說明存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，計(jì)說明存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，計(jì)算中應(yīng)不考慮負(fù)壓力區(qū)土壓力算中應(yīng)不考慮負(fù)壓力區(qū)土壓力z0 00說明不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，說明不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，按三角形或梯形分布計(jì)算按三角形或梯形分布計(jì)算z zqn2.2.成層填土情況成層填土情況（以無粘性土為例）（以無粘性土為例） AB

15、CD 1 1， 1 1 2 2， 2 2 3 3， 3 3paAaApaBaB上上paBaB下下paCaC下下paCaC上上paDaD擋土墻后有幾層不同類的土擋土墻后有幾層不同類的土層，先求豎向自重應(yīng)力，然層，先求豎向自重應(yīng)力，然后乘以后乘以該土層該土層的主動(dòng)土壓力的主動(dòng)土壓力系數(shù)，得到相應(yīng)的主動(dòng)土壓系數(shù)，得到相應(yīng)的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度力強(qiáng)度h1h2h30aAp111aaBKhp上上A點(diǎn)點(diǎn)B點(diǎn)上界面點(diǎn)上界面B點(diǎn)下界面點(diǎn)下界面211aaBKhp下下C點(diǎn)上界面點(diǎn)上界面C點(diǎn)下界面點(diǎn)下界面22211)(aaCKhhp上上32211)(aaCKhhp下下D點(diǎn)點(diǎn)3332211)(aaDKhhhp說明：說明：合力

16、大小為分合力大小為分布圖形的面積，作用布圖形的面積，作用點(diǎn)位于分布圖形的形點(diǎn)位于分布圖形的形心處心處n3.3.墻后填土存在地下水墻后填土存在地下水（以無粘性土為例）（以無粘性土為例） ABC(h1+ h2)Kawh2擋土墻后有地下水時(shí)，作用擋土墻后有地下水時(shí)，作用在墻背上的土側(cè)壓力有在墻背上的土側(cè)壓力有土壓土壓力力和和水壓力水壓力兩部分，可分作兩部分，可分作兩層計(jì)算，一般假設(shè)地下水兩層計(jì)算，一般假設(shè)地下水位上下土層的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)位上下土層的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)相同，相同，地下水位以下土層用地下水位以下土層用浮重度計(jì)算浮重度計(jì)算0aApA點(diǎn)點(diǎn)B點(diǎn)點(diǎn)aaBKhp1C點(diǎn)點(diǎn)aaaCKhKhp21土壓力強(qiáng)度土壓

17、力強(qiáng)度水壓力強(qiáng)度水壓力強(qiáng)度B點(diǎn)點(diǎn)0wBpC點(diǎn)點(diǎn)2hpwwC作用在墻背的總壓力作用在墻背的總壓力為土壓力和水壓力之為土壓力和水壓力之和，作用點(diǎn)在合力分和，作用點(diǎn)在合力分布圖形的形心處布圖形的形心處h1h2h六、例題分析六、例題分析n【例】擋土墻高擋土墻高5 5m m，墻背直立、光滑，墻后填土面水平，墻背直立、光滑，墻后填土面水平，共分兩層。各層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如圖所示，試求主共分兩層。各層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如圖所示，試求主動(dòng)土壓力動(dòng)土壓力Ea，并繪出土壓力分布圖并繪出土壓力分布圖 h=5m 1 1=17kN/m=17kN/m3c1 1=0=0 1 1=34=34o o 2 2=19kN/m=1

18、9kN/m3c2 2=10kPa=10kPa 2 2=16=16o oh1 =2mh2 =3mABCKa1 10.3070.307Ka2 20.5680.568n【解答】解答】ABCh=5mh1=2mh2=3mA點(diǎn)點(diǎn)011aaAzKpB點(diǎn)上界面點(diǎn)上界面kPaKhpaaB4 .10111上上B點(diǎn)下界面點(diǎn)下界面kPaKcKhpaaaB2 .4222211下下C點(diǎn)點(diǎn)kPaKcKhhpaaaC6 .362)(2222211主動(dòng)土壓力合力主動(dòng)土壓力合力mkNEa/6 .712/3)6 .362 . 4(2/24 .1010.4kPa10.4kPa4.2kPa4.2kPa36.6kPa36.6kPa7.3

19、 庫侖土壓力理論n一、庫侖土壓力基本假定一、庫侖土壓力基本假定n1.1.墻后的填土是理想散粒體墻后的填土是理想散粒體 n2.2.滑動(dòng)破壞面為通過墻踵的平面滑動(dòng)破壞面為通過墻踵的平面 n3.3.滑動(dòng)土楔為一剛塑性體，本身無變形滑動(dòng)土楔為一剛塑性體，本身無變形n二、庫侖土壓力二、庫侖土壓力 GhCABq q墻向前移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻后土體墻向前移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻后土體沿某一破壞面沿某一破壞面BC破壞，土楔破壞，土楔ABC處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)土楔受力情況：土楔受力情況：n3.3.墻背對土楔的反力墻背對土楔的反力E, ,大小未知，方大小未知，方向與墻背法線夾角為向與墻背法線夾角為ERn1

20、.1.土楔自重土楔自重G= = ABC, ,方向豎直向下方向豎直向下n2. 2. 破壞面為破壞面為BC上的反力上的反力R, ,大小未知，大小未知，方向與破壞面法線夾角為方向與破壞面法線夾角為 土楔在三力作用下，靜力平衡土楔在三力作用下，靜力平衡 GhACBq qER)cos()sin(cos)sin()cos()cos(2122qqqqhE滑裂面是任意給定的，不同滑裂面得滑裂面是任意給定的，不同滑裂面得到一系列土壓力到一系列土壓力E，E是是q q的函數(shù)的函數(shù)，E的的最大值最大值Emax，即為墻背的主動(dòng)土壓即為墻背的主動(dòng)土壓力力Ea，所對應(yīng)的滑動(dòng)面即是最危險(xiǎn)滑，所對應(yīng)的滑動(dòng)面即是最危險(xiǎn)滑動(dòng)面動(dòng)面

21、2222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cos21hEaaaKhE221庫侖主動(dòng)土壓庫侖主動(dòng)土壓力系數(shù)，查表力系數(shù)，查表確定確定土對擋土墻背的摩擦土對擋土墻背的摩擦角，根據(jù)墻背光滑，角，根據(jù)墻背光滑，排水情況查表確定排水情況查表確定主動(dòng)土壓力與墻高的平方主動(dòng)土壓力與墻高的平方成正比成正比aaaazKKzdzddzdEp221主動(dòng)土壓力強(qiáng)度主動(dòng)土壓力強(qiáng)度主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分布，合力作用點(diǎn)在離墻底布，合力作用點(diǎn)在離墻底h/3處，處，方向與墻背法線成方向與墻背法線成，與水平面成與水平面成（）hhKahACBEah/3說明：說明：土

22、壓力強(qiáng)度土壓力強(qiáng)度分布圖只代表強(qiáng)度分布圖只代表強(qiáng)度大小，不代表作用大小，不代表作用方向方向aaKhE221主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力三、例題分析三、例題分析n【例】擋土墻高擋土墻高4.54.5m m，墻背俯斜，填土為砂土，墻背俯斜，填土為砂土， =17.5kN/m=17.5kN/m3 ， =30=30o o ，填土坡角、填土與墻背摩擦角等，填土坡角、填土與墻背摩擦角等指標(biāo)如圖所示，試按庫侖理論求主動(dòng)土壓力指標(biāo)如圖所示，試按庫侖理論求主動(dòng)土壓力Ea及作用點(diǎn)及作用點(diǎn)=10=10o o=15=15o o=20=20o o4.5mAB=10=10o oEah/3【解答】解答】由由=10=10o o，=15=

23、15o o， =30=30o o，=20=20o o查表得到查表得到480.0aKmkNKhEaa/1 .85212土壓力作用點(diǎn)在距墻底土壓力作用點(diǎn)在距墻底h/3=1.5m處處7.4 土壓力計(jì)算方法討論n一、朗肯與庫侖土壓力理論存在的主要問題一、朗肯與庫侖土壓力理論存在的主要問題n朗肯土壓力理論基于朗肯土壓力理論基于土單元體的應(yīng)力極限平衡條件土單元體的應(yīng)力極限平衡條件建立建立的，采用的，采用墻背豎直、光滑、填土表面水平墻背豎直、光滑、填土表面水平的假定，與實(shí)際的假定，與實(shí)際情況存在誤差，情況存在誤差，主動(dòng)土壓力偏大，被動(dòng)土壓力偏小主動(dòng)土壓力偏大，被動(dòng)土壓力偏小n庫侖土壓力理論基于庫侖土壓力理論

24、基于滑動(dòng)塊體的靜力平衡條件滑動(dòng)塊體的靜力平衡條件建立的，建立的，采用采用破壞面為平面破壞面為平面的假定，與實(shí)際情況存在一定差距（尤的假定，與實(shí)際情況存在一定差距（尤其是當(dāng)墻背與填土間摩擦角較大時(shí)）其是當(dāng)墻背與填土間摩擦角較大時(shí)）n二、三種土壓力在實(shí)際工程中的應(yīng)用二、三種土壓力在實(shí)際工程中的應(yīng)用n擋土墻直接澆筑在巖基上，墻的擋土墻直接澆筑在巖基上，墻的剛度很大，墻體位移很小，不足剛度很大，墻體位移很小，不足以使填土產(chǎn)生主動(dòng)破壞，可以近以使填土產(chǎn)生主動(dòng)破壞，可以近似按照靜止土壓力計(jì)算似按照靜止土壓力計(jì)算巖基巖基E0n擋土墻產(chǎn)生離開填土方向位移，擋土墻產(chǎn)生離開填土方向位移，墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)，

25、按墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)，按主動(dòng)土壓力計(jì)算。位移達(dá)到墻高主動(dòng)土壓力計(jì)算。位移達(dá)到墻高的的0.1%0.1%0.3%,0.3%,填土就可能發(fā)生填土就可能發(fā)生主動(dòng)破壞。主動(dòng)破壞。Ea30%Epn擋土墻產(chǎn)生向填土方向的擠壓擋土墻產(chǎn)生向填土方向的擠壓位移，墻后填土達(dá)到極限平衡狀位移，墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)，按被動(dòng)土壓力計(jì)算。位移需態(tài)，按被動(dòng)土壓力計(jì)算。位移需達(dá)到墻高的達(dá)到墻高的2%2%5 5%,%,工程上一般工程上一般不允許出現(xiàn)此位移，因此驗(yàn)算穩(wěn)不允許出現(xiàn)此位移，因此驗(yàn)算穩(wěn)定性時(shí)不采用被動(dòng)土壓力全部，定性時(shí)不采用被動(dòng)土壓力全部，通常取其通常取其3030n三、擋土墻位移對土壓力分布的影響三、擋土墻位移

26、對土壓力分布的影響n擋土墻下端不動(dòng)，上端外移，擋土墻下端不動(dòng)，上端外移，墻背壓力按直線分布，總壓墻背壓力按直線分布，總壓力作用點(diǎn)位于墻底以上力作用點(diǎn)位于墻底以上H/3n擋土墻上端不動(dòng)，下端外移，擋土墻上端不動(dòng)，下端外移，墻背填土不可能發(fā)生主動(dòng)破墻背填土不可能發(fā)生主動(dòng)破壞，壓力為曲線分布，總壓壞，壓力為曲線分布，總壓力作用點(diǎn)位于墻底以上約力作用點(diǎn)位于墻底以上約H/2n擋土墻上端和下端均外移，擋土墻上端和下端均外移，位移大小未達(dá)到主動(dòng)破壞時(shí)位移大小未達(dá)到主動(dòng)破壞時(shí)位移時(shí)，壓力為曲線分布，位移時(shí)，壓力為曲線分布，總壓力作用點(diǎn)位于墻底以上總壓力作用點(diǎn)位于墻底以上約約H/2,/2,當(dāng)位移超過某一值，當(dāng)位

27、移超過某一值，填土發(fā)生主動(dòng)破壞時(shí)，壓力填土發(fā)生主動(dòng)破壞時(shí)，壓力為直線分布，總壓力作用點(diǎn)為直線分布，總壓力作用點(diǎn)降至墻高降至墻高1/31/3處處H/3H/2H/3n四、不同情況下?lián)跬翂ν翂毫τ?jì)算四、不同情況下?lián)跬翂ν翂毫τ?jì)算n1.1.墻后有局部均布荷載情況墻后有局部均布荷載情況 n局部均布荷載只沿虛線間土局部均布荷載只沿虛線間土體向下傳遞，由體向下傳遞，由q引起的側(cè)壓引起的側(cè)壓力增加范圍局限于力增加范圍局限于CD墻段墻段aaqKpn2.2.填土面不規(guī)則的情況填土面不規(guī)則的情況 n填土面不規(guī)則情況，采用作填土面不規(guī)則情況，采用作圖法求解，假定一系列滑動(dòng)圖法求解，假定一系列滑動(dòng)面，采用靜力平衡求出土

28、壓面，采用靜力平衡求出土壓力中最大值力中最大值n3.3.墻背為折線形情況墻背為折線形情況 n墻背由不同傾角的平面墻背由不同傾角的平面AB和和BC組成，先以組成，先以BC為墻背計(jì)為墻背計(jì)算算BC面上土壓力面上土壓力E1 1及其分布，及其分布，然后以然后以AB的延長線的延長線AC 作為作為墻背計(jì)算墻背計(jì)算ABC 面上土壓力面上土壓力, ,只計(jì)入只計(jì)入AB段土壓力段土壓力E2 2，將兩將兩者壓力疊加得總壓力者壓力疊加得總壓力n五、規(guī)范土壓力計(jì)算公式五、規(guī)范土壓力計(jì)算公式BACC E2E1hEazqacaKhE2)2/1 (ABpapb)1/(aaqKp)1/()(abKqhphc/2主動(dòng)土壓力主動(dòng)土

29、壓力其中：其中：c為主動(dòng)土壓力增大系數(shù)為主動(dòng)土壓力增大系數(shù)分布分布情況情況7.5 擋土墻設(shè)計(jì)n一、擋土墻類型一、擋土墻類型n1.1.重力式擋土墻重力式擋土墻塊石或素混凝土砌筑而成，靠塊石或素混凝土砌筑而成，靠自身重力維持穩(wěn)定，墻體抗拉、自身重力維持穩(wěn)定，墻體抗拉、抗剪強(qiáng)度都較低。墻身截面尺抗剪強(qiáng)度都較低。墻身截面尺寸大，一般用于低擋土墻。寸大，一般用于低擋土墻。n2.2.懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻鋼筋混凝土建造，立臂、墻趾鋼筋混凝土建造，立臂、墻趾懸臂和墻踵懸臂三塊懸臂板組懸臂和墻踵懸臂三塊懸臂板組成，靠墻踵懸臂上的土重維持成，靠墻踵懸臂上的土重維持穩(wěn)定，墻體內(nèi)拉應(yīng)力由鋼筋承穩(wěn)定，墻體內(nèi)拉應(yīng)力由

30、鋼筋承擔(dān)，墻身截面尺寸小，充分利擔(dān)，墻身截面尺寸小，充分利用材料特性，市政工程中常用用材料特性，市政工程中常用墻頂墻頂墻基墻基墻趾墻趾墻面墻面墻背墻背墻趾墻趾墻踵墻踵立壁立壁鋼筋鋼筋n3.3.扶壁式擋土墻扶壁式擋土墻針對懸臂式擋土墻立臂受力后針對懸臂式擋土墻立臂受力后彎矩和撓度過大缺點(diǎn)，增設(shè)扶彎矩和撓度過大缺點(diǎn)，增設(shè)扶壁，扶壁間距（壁，扶壁間距（0.80.81.01.0）h，墻體穩(wěn)定靠扶壁間填土重維持墻體穩(wěn)定靠扶壁間填土重維持n4.4.錨定板式與錨桿式擋土墻錨定板式與錨桿式擋土墻預(yù)制鋼筋混凝土面板、立柱、預(yù)制鋼筋混凝土面板、立柱、鋼拉桿和埋在土中錨定板組成，鋼拉桿和埋在土中錨定板組成，穩(wěn)定由拉

31、桿和錨定板來維持穩(wěn)定由拉桿和錨定板來維持墻趾墻趾墻踵墻踵扶壁扶壁墻板墻板錨定板錨定板基巖基巖錨桿錨桿n二、擋土墻計(jì)算二、擋土墻計(jì)算n1.1.穩(wěn)定性驗(yàn)算：穩(wěn)定性驗(yàn)算：抗傾覆穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定抗傾覆穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定n2.2.地基承載力驗(yàn)算地基承載力驗(yàn)算擋土墻計(jì)算內(nèi)容擋土墻計(jì)算內(nèi)容n3.3.墻身強(qiáng)度驗(yàn)算墻身強(qiáng)度驗(yàn)算抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算zfEaEazEaxG06 . 10faxfaztzExEGxK抗傾覆穩(wěn)定條件抗傾覆穩(wěn)定條件)cos(aazEE)sin(aaxEEcotzbxf0tanbzzf擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾O點(diǎn)向外傾覆點(diǎn)向外傾覆Ox0 xfbz抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算3 . 1)(tatannsGEEGK抗滑穩(wěn)定條件抗滑穩(wěn)定條件0cosGGn)cos(0aanEEEaEanEatGGnGt0O擋土墻在土壓力作用下可能沿基礎(chǔ)擋土墻在土壓力作用下可能沿基礎(chǔ)底面發(fā)生滑動(dòng)底面發(fā)生滑動(dòng)0sinGGt)sin(0aatEEn三、重力式擋土墻的體型與構(gòu)造三、重力式擋土墻的體型與構(gòu)造為基底摩為基底摩擦系數(shù)，根擦系數(shù)，根據(jù)土的類別據(jù)土的類別查表得到查表得到n1.1.墻背