《第8章土压力与围岩压力3261.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第8章土压力与围岩压力3261.docx（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、岩土力学网上辅导材料之五第5章 土压力计计算重点： 静止土压压力、主动动土压力和和被动土压压力的基本本概念；用朗肯土土压力理论论和库伦土土压力理论论计算土压压力的方法法；各种不同同情况下挡挡土墙上的的土压力。难点：各种种不同情况况下挡土墙墙上的土压压力计算1.土压力力的类型根据墙身位位移的情况况，作用在在墙背上的的土压力可可分为静止止土压力、主主动土压力力和被动土土压力。(1) 静静止土压力力当挡土墙静静止不动时时，即不能能移动也不不转动，这这时土体作作用在挡土土墙的压力力称为静止止土压力ppo。(2) 主主动土压力力挡土墙向前前移离填土土，随着墙墙的位移量量的逐渐增增大，土体体作用于墙墙上的
2、土压压力逐渐减减小，当墙墙后土体达达到主动极极限平衡状状态并出现现滑动面时时，这时作作用于墙上上的土压力力减至最小小，称为主主动土压力力Pa。(3) 被被动土压力力挡土墙在外外力作用下下移向填土土，随着墙墙位移量的的逐渐增大大，土体作作用于墙上上的土压力力逐渐增大大，当墙后后土体达到到被动极限限平衡状态态并出现滑滑动面时，这这时作用于于墙上的土土压力增至至最大，称称为被动土土压力Pp.2.朗肯主主动土压力力的计算根据土的极极限平衡条条件方程式式1=33tg2(45+)+2ctg(455+) (5-1)3=11tg2(45-)-2ctg(455-) (55-2)土体处于主主动极限平平衡状态时时，
3、1=z=z，3=x=pa，代入上上式得 (1)填土土为粘性土土时填土为粘性性土时的朗朗肯主动土土压力计算算公式为pa=zztg2(45-)-2ctg(445-)=zKa-2c(5-3)由公式(55-3)，可可知，主动动土压力ppa沿深度ZZ呈直线分分布，如图图5-1所示。式中： ppa沿墙背背的主动土土压力强度度，kPaa；Ka主主动土压力力系数，KKa=tg2(45-)，填土土重度，kkN/m33；z计算算点至填土土面的距离离，m；c粘土土的粘聚力力，kPaa；粘土的的内摩擦角角，度。当z=0时时pa=-2ccKa当z=H时时pa=HKa-2cKKa在图中，压压力为零的的深度z00，可由pp
4、a=0的条条件代入式式(5-3)求得 (5-44)在z0深度度范围内ppa为负值，但但土与墙之之间不可能能产生拉应应力，说明明在z0深度范围围内，填土土对挡土墙墙不产生土土压力。墙背所受总总主动土压压力为Paa，其值为为土压力分分布图中的的阴影部分分面积，即即 (5-55)图51粘性土主动土压力分布图Pa的作用用方向，由由于墙背垂垂直光滑，填填土水平，故故应与挡土土墙墙背垂垂直；作用用点，距墙墙底为处，单位为kkN/m。（2)填土土为无粘性性土(砂土土)时根据极限平平衡条件关关系方程式式，主动土土压力为 (5-66)上式说明主主动土压力力Pa沿墙高呈呈直线分布布，即土压压力为三角角形分布，如如
5、图5-2所示。墙墙背上所受受的总主动动土压力为为三角形的的面积，即即图5-2无粘性土主动土压力分布图(5-7)Pa的作用用方向应垂垂直墙背，作作用点在距距墙底处。3.朗肯被被动土压力力计算从朗肯土压压力理论的的基本原理理可知，当当土体处于于被动极限限平衡状态态时，根据据土的极限限平衡条件件式可得被被动土压力力强度1=pp，3=z=rz，填填土为粘性性土时(5-8)填土为无粘粘性土时(5-9)式中： PPp沿墙高高分布的土土压力强度度，kPaa；Kp被被动土压力力系数，；其余符号同同前。关于被动土土压力的分分布图形，分分别见图55-3及图5-4。图5-3粘性填土被动土压力分布图图5-4无粘性填土
6、被动土压力分布图填土为粘性性土时的总总被动土压压力为(5-100)填土为无粘粘土时的总总被动土压压力为(5-111)作用方向和和作用点的的位置分别别如图5-3、图5-4上所标示示的方向和和作用点；计算单位位为kN/m。4.常见情情况的土压压力计算（1)墙后后填土表面面有连续均均布荷载的的情况当填土表面面连续均布布荷载作用用，将均布布荷载强度度q(kPaa)变换成成等效填土土高度H(m)即即H=图5-5 其中墙后填填土的重度度，kN/m3然后以填土土厚度为(H+H)按均质质土计算土土压力图55-5，为墙后后填土为无无粘性时，土土压力分布布图形。其中：墙顶土压力力强度Paa=HKa=qKa墙底土压
7、力力强度Pa=(H+H)KKa=qKa+HKa土压力分布布图形为梯梯形。（2)填土土为成层土土的情况当填土由不不同性质的的土分层填填筑时，第第一层土按按均质土方方法计算。计计算第二层层土土压力力时，将第第一层土换换算成与第第二层土的的性质指标标相同的当当量土层厚厚度h1，即，然后后按换算后后第二层土土的厚度计计算第二层层土范围的的土压力。图图5-12所所示情况为为填土为无无粘性土时时土压力分分布图形。其中，墙顶顶处土压力力强度Paa=0第一层填土土的底面土土压力强度度 Pa=1h1Ka1第二层填土土的顶面土土压力强度度 Pa=2h1Ka2=1h1Ka2墙底处土压压力强度 Pa=2(h1+h2)
8、Ka2=(1h1+2h2)Ka2由图5-66看出，当当土压力分分布图形发发生坡度变变化，当，土土压力分布布图形发生生折变。图5-6（3)填土土内有地下下水的情况况图5-7地下水位以以下用浮重重度计算土土压力，这这时作用在在挡土墙的的压力包括括水压力和和土压力，如如图5-7所示。习题指导：已知某挡土土墙高100m，墙背背垂直、光光滑，填土土表面水平平。墙后填填土为中砂砂，重度=15kN/mm3，饱和重度为sat=220kN/m3,，试计算算总静止土土压力P00，总主动动土压力PPa；当地下下水位上升升至离墙顶顶6m时，计计算所受的的总主动土土压力Paa与水压力力PW。解：(1)静止土压压力，因墙
9、墙后填土为为中砂，取取K0=0.44,总静止止压力合力作用点点在距离底底处，见图图5-14(a)。(2)主动动土压力因墙背垂直直、光滑、填填土水平、适适用于朗肯肯土压力理理论，合力作用点点在距离墙墙底处，见见图5-14bb。(3)地下下水位上升升以后主动动土压力土压力分水水上和水下下两部分计计算。a点：paa=0b点：c点：水上部分：水下部分：总主动土压压力Pa=Pa1+Pa2108+171=279kkN/m，其其作用点即即为Pa11、Pa2的合力力作用点，距距离底边33.49mm处，见图图5-8所示。图5-8静止压力，主动土压力，水压力分布图作业：1 什么么叫静止土土压力、主主动土压力力和被动土土压力?它它们产生的的条件是什什么?比较较三者数值值的大小。2 朗肯肯土压力理理论的基本本假定条件件是什么?计算方法法和适用条条件是什么么?用朗肯肯土压力理理论计算的的土压力是是偏大还是是偏小?3 某挡土土墙高100m，墙背竖竖直光滑，填填土面水平平，填土为为无粘性土土，=19kN/m3，=25，填土表表面作用有有连续均布布荷载，qq=25kPaa。试用朗朗肯土压力力理论计算算主动土压压力并绘图图。