土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)土壓力擋土墻計(jì)算

第七章

土壓力計(jì)算理論內(nèi)容提要概述靜止土壓力計(jì)算朗肯土壓力理論庫(kù)侖土壓力理論土壓力問題的討論工程中擋土墻的土壓力計(jì)算第1節(jié)概述在港口、水利、路橋及房屋建筑等工程中，擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）是一種常見的建筑物。擋土結(jié)構(gòu)物的作用是用來擋住墻后的填土并承受來自填土的壓力。土體作用在擋土結(jié)構(gòu)物上的壓力稱為土壓力本章的任務(wù)是討論土壓力的大小和分布規(guī)律的確定方法。位移對(duì)土壓力的影響及三種土壓力主動(dòng)被動(dòng)擋土墻不向任何方向發(fā)生位移和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)，作用在墻背上的土壓力稱為靜止土壓力。擋墻沿墻趾向離開填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或平行移動(dòng)，且位移達(dá)到一定量時(shí)，墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)，填土中開始出現(xiàn)滑動(dòng)面，這時(shí)擋土墻上的土壓力稱為主動(dòng)土壓力。擋墻在外力作用下向墻背填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或平行移動(dòng)時(shí)，土壓力逐漸增大，當(dāng)位移達(dá)到一定量時(shí)，潛在滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度，墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)，填土內(nèi)開始出現(xiàn)滑動(dòng)面，這時(shí)作用在擋土墻上的土壓力增加至最大，稱為被動(dòng)土壓力。

第2節(jié)靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力只發(fā)生在擋土墻為剛性，墻體不發(fā)生任何位移的情況，實(shí)際工程中，作用在深基礎(chǔ)側(cè)墻或者U形橋臺(tái)上土壓力，可近似看作靜止土壓力。按照水平向自重應(yīng)力的計(jì)算公式確定。若墻后填土為均勻體，則單位面積上靜止土壓力為若墻后填土中有地下水，則計(jì)算靜止土壓力時(shí)，水中土的重度應(yīng)取浮重度靜止土壓力計(jì)算的關(guān)鍵是靜止側(cè)壓力系數(shù)的確定。K0可由室內(nèi)的或現(xiàn)場(chǎng)的靜止側(cè)壓力試驗(yàn)來測(cè)定。對(duì)于砂或正常固結(jié)的粘土，可根據(jù)有效內(nèi)摩擦角來確定習(xí)題：計(jì)算下圖的靜止土壓力18kN/m318kN/m3第2節(jié)擱朗牌肯土傍壓力漲理論18彈57年英國(guó)樣學(xué)者朗詢肯（Ran醫(yī)kin餅e）從耳研究呼彈性贈(zèng)半空謀間體野內(nèi)的布應(yīng)力諒狀態(tài)絮，根域據(jù)土訴的極巨限平痛衡理他論，伯得出文計(jì)算對(duì)土壓丙力的醋方法保，又金稱極京限應(yīng)紗力法病。一、基箏本原理停和基本鋪假設(shè)基本原朋理：認(rèn)步為墻后盯填土達(dá)閘到極限勺平衡狀督態(tài)時(shí)，有與墻背忽接觸的帳任一土垃單元體任都處于藏極限平刮衡狀態(tài)逗，然后責(zé)根據(jù)土跡單元體熄處于極美限平衡包狀態(tài)時(shí)埋應(yīng)力所掀滿足的顆條件來腳建立土紛壓力的役計(jì)算公撐式?；炯鸭僭O(shè)葛：1、墻具本身稈是剛?cè)鲂缘娜?，不話考慮腿墻身軌的變宵形；2、墻后榨填土延救伸到無侮限遠(yuǎn)處追，填土傲表面水男平（=0）；3、墻鐮背垂鄉(xiāng)豐直光疫滑。AOτσ主動(dòng)狀態(tài)σxmin=eaσx=K0σzσzσxmax=ep被動(dòng)狀態(tài)表面點(diǎn)水平掏的均象質(zhì)彈烏性半隸空間犯體的蓬極限出平衡全狀態(tài)褲圖二、朗綁肯主動(dòng)裹土壓力潛計(jì)算用1，3作摩爾優(yōu)應(yīng)力圓甲，如圖濾中應(yīng)力可圓I所示。使擋土宜墻向左帆方移動(dòng)退，則右萌半部分心土體有遞伸張的恐趨勢(shì)，街此時(shí)豎皺向應(yīng)力v不變提，墻癥面的謠法向茫應(yīng)力h減小。v、h仍為大業(yè)小主應(yīng)歷力。當(dāng)?shù)顡跬翂奈灰莆彩沟胔減小到煙土體已昂達(dá)到極弟限平衡兵狀態(tài)時(shí)昏，則h減小盒到最經(jīng)低限冶值pa，即弓為所偶求的瓦朗肯步主動(dòng)刪土壓蛛力強(qiáng)低度。（一秩）基隊(duì)本計(jì)愉算公燥式朗肯采理論雹的主孔動(dòng)土歐壓力拐系數(shù)（二駝）無鵝粘性剛土的場(chǎng)主動(dòng)網(wǎng)土壓軌力計(jì)咬算（三朱）粘浸性土招的主癢動(dòng)土腔壓力各計(jì)算ea=0有均布奮荷載時(shí)艇粘性土鑄的主動(dòng)劫土壓力有荷載出現(xiàn)拉敬力區(qū)不出現(xiàn)處拉力區(qū)三、元朗肯厘被動(dòng)匠土壓勿力計(jì)睜算同計(jì)薪算主則動(dòng)土逝壓力船一樣麗用1、3作摩爾絞應(yīng)力圓嶺，如下規(guī)圖。使擋下土墻薄向右擺方移行動(dòng)，涌則右泰半部汽分土視體有柄壓縮梯的趨罪勢(shì)，婆墻面益的法耐向應(yīng)謎力h增大。h、v為大小懂主應(yīng)力托。當(dāng)擋怖土墻的椅位移使免得h增大到肺使土體際達(dá)到極愁限平衡枕狀態(tài)時(shí)錄，則h達(dá)到淹最高仇限值pp，即冰為所僑求的知朗肯悟被動(dòng)惠土壓符力強(qiáng)池度。（一）歌基本計(jì)哪算公式朗肯送理論墓的被期動(dòng)土于壓力幣系數(shù)（二芽）無測(cè)粘性某土的色被動(dòng)譯土壓賽力計(jì)累算（三）對(duì)粘性土緩的被動(dòng)譽(yù)土壓力園計(jì)算四、填土中蒼有地下勸水時(shí)的宇土壓力怨計(jì)算當(dāng)墻后晚填土中碧有水時(shí)率，需考保慮地下伶水位以嘉下的填旱土由于評(píng)浮力作斬用使有談效重量火減輕引匯起的土醒壓力減賠小，水于下填土嚷部分采槽用浮容躬重進(jìn)行褲計(jì)算。在計(jì)撕算作畏用在痰墻背金上的輔總壓退力中站應(yīng)包方括水座壓力歡的作亭用。五、填描土為成毫層土?xí)r品的土壓蔽力計(jì)算由于杯各層動(dòng)填土逮重度魂不同逝，使沸得填叮土豎擋向應(yīng)表力分遺布在印土層從交界填面上洗出現(xiàn)奸轉(zhuǎn)折由于各勢(shì)層填土育粘聚力啞和內(nèi)摩游擦角不俗同，所肝以在計(jì)秩算主動(dòng)推或被動(dòng)污土壓力瞎系數(shù)時(shí)旋，需采激用計(jì)算孩點(diǎn)所在壯土層的恥粘聚力箱和內(nèi)摩愚擦角習(xí)浴題q=黎10端0k魄Pa第4節(jié)庫(kù)釘侖土壓熔力理論一、基擔(dān)本原理怖和基本份假定基本原邊理：庫(kù)例倫土壓雄力理論戰(zhàn)是根據(jù)曉墻后土筋體處于銷極限平素衡狀態(tài)某并形成豆一滑動(dòng)娃楔體時(shí)憶，從楔露體的靜郊力平衡狹條件得剝出的土鞏壓力計(jì)霞算理論押?；竟布僭O(shè)魯：①墻后篇的填土音是理想昆的散粒喘體(粘聚力c＝0)；②墻背偏傾斜、疊粗糙、黎墻后填跡土面傾邪斜；③滑動(dòng)破牙壞面為壘一平面投（墻背AB和土車體內(nèi)紹滑動(dòng)普面BC）；④剛蹈體滑遞動(dòng)。辯不考鑼慮滑陳動(dòng)楔堪體內(nèi)噴部的幅應(yīng)力雀和變市形條塘件；⑤楔府體ABC整體虜處于貓極限讓平衡能狀態(tài)減。在AB和BC滑動(dòng)面伯上，抗膛剪強(qiáng)度牌均已充蜜分發(fā)揮糖。即剪誤應(yīng)力τ均已槐達(dá)抗添剪強(qiáng)愿度τf。填土AθBDCE二、蘆無粘朵性土忽主動(dòng)烏土壓半力的軋計(jì)算正弦定腔律計(jì)算自投重主動(dòng)土展壓力是賭假定一奮系列破抖壞面計(jì)爺算出的擇土壓力重中的最昏大值三、只無粘販性土喇被動(dòng)蹈土壓司力的碧計(jì)算W代入當(dāng)擋土僵墻向填梯土方向炒擠壓時(shí)卡，最危派險(xiǎn)滑動(dòng)編面上的