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1、关于土压力的影响因素关于土压力的影响因素及其计算方法及其计算方法第1页，讲稿共79张，创作于星期日5.1 概述概述n n在港口、水利、路桥及房屋建筑等工程中，挡土在港口、水利、路桥及房屋建筑等工程中，挡土结构物（挡土墙）是一种常见的建筑物。结构物（挡土墙）是一种常见的建筑物。n n挡土结构物的作用是用来挡住墙后的填土并承挡土结构物的作用是用来挡住墙后的填土并承受来自填土的压力。受来自填土的压力。n n土体作用在挡土结构物上的压力称为土压力土体作用在挡土结构物上的压力称为土压力n n本章的任务是讨论土压力的大小和分布规律的确本章的任务是讨论土压力的大小和分布规律的确定方法定方法第2页，讲稿共79
2、张，创作于星期日概述概述第3页，讲稿共79张，创作于星期日概述概述第4页，讲稿共79张，创作于星期日概述概述第5页，讲稿共79张，创作于星期日概述概述第6页，讲稿共79张，创作于星期日概述概述第7页，讲稿共79张，创作于星期日概述概述第8页，讲稿共79张，创作于星期日概述概述第9页，讲稿共79张，创作于星期日位移对土压力的影响及三种土压力位移对土压力的影响及三种土压力n n土压力的大小和分布规律不仅与挡土墙的高度、填土土压力的大小和分布规律不仅与挡土墙的高度、填土土压力的大小和分布规律不仅与挡土墙的高度、填土土压力的大小和分布规律不仅与挡土墙的高度、填土的性质有关，还与挡土墙的刚度及其位移关系
3、密切，的性质有关，还与挡土墙的刚度及其位移关系密切，的性质有关，还与挡土墙的刚度及其位移关系密切，的性质有关，还与挡土墙的刚度及其位移关系密切，挡土墙的位移是决定因素挡土墙的位移是决定因素挡土墙的位移是决定因素挡土墙的位移是决定因素主动被动第10页，讲稿共79张，创作于星期日位移对土压力的影响及三种土压力位移对土压力的影响及三种土压力n n静止土压力静止土压力 E0 挡土墙为刚性不动时，土处于静止状态不产生位移和变挡土墙为刚性不动时，土处于静止状态不产生位移和变形，此时作用在挡土墙上的土压力。形，此时作用在挡土墙上的土压力。n n主动土压力主动土压力 E Ea a 挡土墙背离填土方向转动或移动
4、时，随着位移量的逐渐挡土墙背离填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐挡土墙背离填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐挡土墙背离填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，墙后土体受到的土压力逐渐减小，当墙后填土达到极限增加，墙后土体受到的土压力逐渐减小，当墙后填土达到极限增加，墙后土体受到的土压力逐渐减小，当墙后填土达到极限增加，墙后土体受到的土压力逐渐减小，当墙后填土达到极限平衡状态时，土压力降为最小值，这是作用在挡土墙上的土压平衡状态时，土压力降为最小值，这是作用在挡土墙上的土压平衡状态时，土压力降为最小值，这是作用在挡土墙上的土压平衡状态时，土压力降为最小值，这是作用在挡土墙上的土压力。
5、力。力。力。n n被动土压力被动土压力 E Ep p 挡土墙向着填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，挡土墙向着填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，挡土墙向着填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，挡土墙向着填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，墙后土体受到挤压而引起土压力逐渐增大，当墙后填土达到极限墙后土体受到挤压而引起土压力逐渐增大，当墙后填土达到极限墙后土体受到挤压而引起土压力逐渐增大，当墙后填土达到极限墙后土体受到挤压而引起土压力逐渐增大，当墙后填土达到极限平衡状态时，土压力增大为最大值，这是作用在挡土墙上的土压平衡状态时，土压力增大为最大值，这是作用在挡土墙上
6、的土压平衡状态时，土压力增大为最大值，这是作用在挡土墙上的土压平衡状态时，土压力增大为最大值，这是作用在挡土墙上的土压力。力。力。力。第11页，讲稿共79张，创作于星期日影响土压力的主要因素影响土压力的主要因素n n影响土压力的主要因素影响土压力的主要因素:主要是挡土墙的位移主要是挡土墙的位移方向和位移量的大小；其次是挡土墙的性质方向和位移量的大小；其次是挡土墙的性质及填土的性质及填土的性质第12页，讲稿共79张，创作于星期日5.2 静止土压力计算静止土压力计算n n静止土压力只发生在挡土墙为刚性，墙体不发生静止土压力只发生在挡土墙为刚性，墙体不发生任何位移的情况，实际工程中，作用在深基础侧任
7、何位移的情况，实际工程中，作用在深基础侧墙或者墙或者U形桥台上土压力，可近似看作静止土压形桥台上土压力，可近似看作静止土压力。力。n n按照水平向自重应力的计算公式确定按照水平向自重应力的计算公式确定第13页，讲稿共79张，创作于星期日静止土压力计算静止土压力计算n n若墙后填土为均匀体，若墙后填土为均匀体，则单位面积上静止土压则单位面积上静止土压力为力为静止土压力合力为静止土压力合力为1/3H第14页，讲稿共79张，创作于星期日静止土压力计算静止土压力计算n n若墙后填土中有地下水，若墙后填土中有地下水，则计算静止土压力时，则计算静止土压力时，水中土的重度应取浮重水中土的重度应取浮重度度形心
8、1/3H2第15页，讲稿共79张，创作于星期日静止土压力计算静止土压力计算n n静止土压力计算的关键是静止侧压力系数的确定。静止土压力计算的关键是静止侧压力系数的确定。K0可由室内的或现场的静止侧压力试验来测可由室内的或现场的静止侧压力试验来测定。定。n n对于砂或正常固结的粘土，可根据有效内摩擦角对于砂或正常固结的粘土，可根据有效内摩擦角来确定来确定:砂土砂土K0=0.350.45;粘性土粘性土K0=0.50.7第16页，讲稿共79张，创作于星期日5.3 朗肯土压力理论朗肯土压力理论n nRankine土压力理论和土压力理论和Coulomb土压力理论是土压力理论是计算主动土压力和被动土压力的
9、两种基本理论。计算主动土压力和被动土压力的两种基本理论。n n朗肯土压力理论朗肯土压力理论：根据半空间的应力状态和：根据半空间的应力状态和土的极限平衡条件得出土压力的计算方法。土的极限平衡条件得出土压力的计算方法。第17页，讲稿共79张，创作于星期日Rankine土压力理论的基本原理和土压力理论的基本原理和基本假定基本假定n n基本原理基本原理 认为墙后填土达到极限平衡状态时，与墙背接触的认为墙后填土达到极限平衡状态时，与墙背接触的认为墙后填土达到极限平衡状态时，与墙背接触的认为墙后填土达到极限平衡状态时，与墙背接触的任一土单元体都处于极限平衡状态，然后根据土单元任一土单元体都处于极限平衡状态
10、，然后根据土单元任一土单元体都处于极限平衡状态，然后根据土单元任一土单元体都处于极限平衡状态，然后根据土单元体处于极限平衡状态时应力所满足的条件来建立土压体处于极限平衡状态时应力所满足的条件来建立土压体处于极限平衡状态时应力所满足的条件来建立土压体处于极限平衡状态时应力所满足的条件来建立土压力的计算公式力的计算公式力的计算公式力的计算公式n n基本假定基本假定 土体是具有水平表面的半无限体，挡土墙是刚土体是具有水平表面的半无限体，挡土墙是刚性的，墙背竖直光滑。性的，墙背竖直光滑。采用这样假定的目的是控制墙后单元体在水平和采用这样假定的目的是控制墙后单元体在水平和采用这样假定的目的是控制墙后单元
11、体在水平和采用这样假定的目的是控制墙后单元体在水平和竖直方向的主应力方向。竖直方向的主应力方向。竖直方向的主应力方向。竖直方向的主应力方向。第18页，讲稿共79张，创作于星期日Rankine土压力理论的基本原理和基本假定第19页，讲稿共79张，创作于星期日Rankine土压力理论的基本原理和基本假定土压力理论的基本原理和基本假定AO主动状态被动状态xmin=eax=K0zzxmax=ep第20页，讲稿共79张，创作于星期日Rankine土压力理论的基本原理和基本假定 墙后土体处于朗肯主动土压力状态时，土体剪切破墙后土体处于朗肯主动土压力状态时，土体剪切破坏面与竖直面的夹角为坏面与竖直面的夹角为
12、45-/245-/2；当墙后土体处于朗肯被动；当墙后土体处于朗肯被动；当墙后土体处于朗肯被动；当墙后土体处于朗肯被动土压力状态时，土体剪切破坏面与水平面的夹角为土压力状态时，土体剪切破坏面与水平面的夹角为土压力状态时，土体剪切破坏面与水平面的夹角为土压力状态时，土体剪切破坏面与水平面的夹角为45-/245-/2。第21页，讲稿共79张，创作于星期日Rankine主动土压力计算主动土压力计算n n基本计算公式基本计算公式（58）朗肯理论的主动土压力系数第22页，讲稿共79张，创作于星期日无粘性土的主动土压力计算无粘性土的主动土压力计算第23页，讲稿共79张，创作于星期日无粘性土的主动土压力计算无
13、粘性土的主动土压力计算P157 5.5-1.P157 5.5-1.墙后填土表面有连续均布荷载的情况墙后填土表面有连续均布荷载的情况,当挡土当挡土当挡土当挡土墙墙后填土面有均布荷载墙墙后填土面有均布荷载墙墙后填土面有均布荷载墙墙后填土面有均布荷载q q作用时，若填土重度为作用时，若填土重度为作用时，若填土重度为作用时，若填土重度为,则将则将均布荷载换算成的当量土层厚度为均布荷载换算成的当量土层厚度为q/q/第24页，讲稿共79张，创作于星期日粘性土的主动土压力计算粘性土的主动土压力计算 ea=0第25页，讲稿共79张，创作于星期日粘性土的主动土压力计算粘性土的主动土压力计算n n临界深度临界深度
14、：对墙后填土为粘性土的挡土墙，若：对墙后填土为粘性土的挡土墙，若离填土面某一深度处的主动土压力等于零，则离填土面某一深度处的主动土压力等于零，则该深度称为临界深度。该深度称为临界深度。n n墙后为粘性填土时的主动土压力强度包括两部分：墙后为粘性填土时的主动土压力强度包括两部分：一部分是由一部分是由土自重土自重引起的土压力，另一部分是由引起的土压力，另一部分是由土的土的粘聚力粘聚力引起的土压力。引起的土压力。第26页，讲稿共79张，创作于星期日粘性土的主动土压力计算粘性土的主动土压力计算 有均布荷载时粘性土的主动土压力有均布荷载时粘性土的主动土压力第27页，讲稿共79张，创作于星期日粘性土的主动
15、土压力计算粘性土的主动土压力计算有荷载有荷载出现拉力区出现拉力区不出现拉力区不出现拉力区第28页，讲稿共79张，创作于星期日Rankine被动土压力计算被动土压力计算n n基本计算公式基本计算公式（58）第29页，讲稿共79张，创作于星期日无粘性土被动土压力的计算无粘性土被动土压力的计算第30页，讲稿共79张，创作于星期日无粘性土被动土压力的计算无粘性土被动土压力的计算第31页，讲稿共79张，创作于星期日粘性土被动土压力的计算粘性土被动土压力的计算第32页，讲稿共79张，创作于星期日粘性土被动土压力的计算粘性土被动土压力的计算第33页，讲稿共79张，创作于星期日填土中有地下水时的土压力计算填土
16、中有地下水时的土压力计算n n当墙后填土中有水时，需考虑地下水位以下的填土由于当墙后填土中有水时，需考虑地下水位以下的填土由于当墙后填土中有水时，需考虑地下水位以下的填土由于当墙后填土中有水时，需考虑地下水位以下的填土由于浮力作用使有效重量减轻引起的土压力减小，水下填土浮力作用使有效重量减轻引起的土压力减小，水下填土浮力作用使有效重量减轻引起的土压力减小，水下填土浮力作用使有效重量减轻引起的土压力减小，水下填土部分采用部分采用部分采用部分采用浮容重浮容重进行计算。进行计算。进行计算。进行计算。n n当墙后填土有地下水时，作用在墙背上的侧压力有当墙后填土有地下水时，作用在墙背上的侧压力有当墙后填
17、土有地下水时，作用在墙背上的侧压力有当墙后填土有地下水时，作用在墙背上的侧压力有土压力土压力土压力土压力和和水压力水压力两部分两部分两部分两部分 n n当墙后无粘性填土中地下水位逐渐上升时，墙背上当墙后无粘性填土中地下水位逐渐上升时，墙背上的侧压力产生的变化是的侧压力产生的变化是增大增大 n n在计算作用在墙背上的总压力应包括水压力和土压力的作在计算作用在墙背上的总压力应包括水压力和土压力的作在计算作用在墙背上的总压力应包括水压力和土压力的作在计算作用在墙背上的总压力应包括水压力和土压力的作用。用。用。用。第34页，讲稿共79张，创作于星期日填土中有地下水时的土压力计算填土中有地下水时的土压力
18、计算(P158-159)第35页，讲稿共79张，创作于星期日填土为成层土时的土压力计算填土为成层土时的土压力计算(P157-158)n n由于各层填土重度不同，使得填土竖向应力分布由于各层填土重度不同，使得填土竖向应力分布在土层交界面上出现转折在土层交界面上出现转折n n由于各层填土粘聚力和内摩擦角不同，所以由于各层填土粘聚力和内摩擦角不同，所以在计算主动或被动土压力系数时，需采用计在计算主动或被动土压力系数时，需采用计算点所在土层的粘聚力和内摩擦角算点所在土层的粘聚力和内摩擦角第36页，讲稿共79张，创作于星期日填土为成层土时的土压力计算填土为成层土时的土压力计算第37页，讲稿共79张，创作
19、于星期日5.4 库仑土压力理论库仑土压力理论n n假设挡土墙刚性、墙后填土为无粘性土。以整个滑动土体上力假设挡土墙刚性、墙后填土为无粘性土。以整个滑动土体上力假设挡土墙刚性、墙后填土为无粘性土。以整个滑动土体上力假设挡土墙刚性、墙后填土为无粘性土。以整个滑动土体上力的平衡条件来确定土压力的平衡条件来确定土压力的平衡条件来确定土压力的平衡条件来确定土压力n n库仑理论假定墙后土体中的滑裂面是通过墙踵的平面库仑理论假定墙后土体中的滑裂面是通过墙踵的平面库仑理论假定墙后土体中的滑裂面是通过墙踵的平面库仑理论假定墙后土体中的滑裂面是通过墙踵的平面n n库仑土压力理论库仑土压力理论库仑土压力理论库仑土压
20、力理论：根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔：根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔：根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔：根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔体时，从楔体的体时，从楔体的体时，从楔体的体时，从楔体的 静力平衡条件得出土压力的理论。静力平衡条件得出土压力的理论。静力平衡条件得出土压力的理论。静力平衡条件得出土压力的理论。填土ABDCE第38页，讲稿共79张，创作于星期日无粘性土主动土压力的计算无粘性土主动土压力的计算第39页，讲稿共79张，创作于星期日无粘性土主动土压力的计算无粘性土主动土压力的计算正弦定律计算自重第40页，讲稿共79张，创作于星期日无粘性
21、土主动土压力的计算无粘性土主动土压力的计算n n主动土压力是假定一系列破坏面计算出的土压力中的最主动土压力是假定一系列破坏面计算出的土压力中的最主动土压力是假定一系列破坏面计算出的土压力中的最主动土压力是假定一系列破坏面计算出的土压力中的最大值大值大值大值第41页，讲稿共79张，创作于星期日无粘性土主动土压力的计算无粘性土主动土压力的计算第42页，讲稿共79张，创作于星期日无粘性土被动土压力的计算无粘性土被动土压力的计算第43页，讲稿共79张，创作于星期日无粘性土被动土压力的计算无粘性土被动土压力的计算W代入代入第44页，讲稿共79张，创作于星期日无粘性土被动土压力的计算无粘性土被动土压力的计
22、算当挡土墙向填土方向挤压时，最危险滑动面上的当挡土墙向填土方向挤压时，最危险滑动面上的P值一定是最值一定是最小的，因为此时滑动土体所受阻力最小，最容易被向上推出，小的，因为此时滑动土体所受阻力最小，最容易被向上推出，所以作用在墙背上的被动土压力所以作用在墙背上的被动土压力EP值，应是假定一系列破坏面值，应是假定一系列破坏面上计算出的土压力最小值上计算出的土压力最小值Pmin第45页，讲稿共79张，创作于星期日库尔曼图解法库尔曼图解法n n上述的库仑土压力计算是基于填土表面为平上述的库仑土压力计算是基于填土表面为平面的假定建立的，若填土的表面不是平面，面的假定建立的，若填土的表面不是平面，而是折
23、线或曲线时，就不能应用前述解析解而是折线或曲线时，就不能应用前述解析解直接计算，此时可以用图解法。直接计算，此时可以用图解法。第46页，讲稿共79张，创作于星期日库尔曼图解法库尔曼图解法第47页，讲稿共79张，创作于星期日库尔曼图解法库尔曼图解法填土FAL90-0C1W1n1m1第48页，讲稿共79张，创作于星期日粘性填土的土压力粘性填土的土压力n n粘性填土与无粘性填土相比，抗剪强度中包粘性填土与无粘性填土相比，抗剪强度中包括粘聚力的贡献，因此采用库仑土压力理论括粘聚力的贡献，因此采用库仑土压力理论对滑动块体进行受力分析时，当墙后填土达对滑动块体进行受力分析时，当墙后填土达到极限平衡状态时，
24、力矢多边形需考虑墙背到极限平衡状态时，力矢多边形需考虑墙背面和滑动面上粘聚力。面和滑动面上粘聚力。n n粘性填土的库仑土压力确定可采用试算图解粘性填土的库仑土压力确定可采用试算图解法法第49页，讲稿共79张，创作于星期日粘性填土的土压力粘性填土的土压力n n对于工程实际中粘性填土问题，往往采用等代对于工程实际中粘性填土问题，往往采用等代内摩擦角法，不直接考虑粘性填土粘聚力的影内摩擦角法，不直接考虑粘性填土粘聚力的影响，而是用一个等代内摩擦角来代替粘土的两响，而是用一个等代内摩擦角来代替粘土的两个强度指标，然后再按无粘性填土问题求解。个强度指标，然后再按无粘性填土问题求解。第50页，讲稿共79张
25、，创作于星期日填土中有地下水时土压力的计算填土中有地下水时土压力的计算n n在计算水下土体重量时，应采用浮容重进行计算。在计算水下土体重量时，应采用浮容重进行计算。n n考虑水的存在引起土的抗剪强度的降低考虑水的存在引起土的抗剪强度的降低n n考虑水压力的作用考虑水压力的作用n n如果墙后填土中有稳定渗流，那么在建立滑如果墙后填土中有稳定渗流，那么在建立滑动土体静力平衡条件时，还应考虑渗流力的动土体静力平衡条件时，还应考虑渗流力的作用。作用。第51页，讲稿共79张，创作于星期日土压力问题的讨论土压力问题的讨论n n朗肯与库仑土压力理论存在的主要问题n n朗肯与库仑土压力理论的适应性n n三种典
26、型土压力理论在实际工程中的应用n n挡土墙位移对土压力分布的影响第52页，讲稿共79张，创作于星期日朗肯与库仑土压力理论存在的主要问题朗肯与库仑土压力理论存在的主要问题n n朗肯理论基于土单元体的应力极限平衡条件来建立，朗肯理论基于土单元体的应力极限平衡条件来建立，采用的假定是墙背竖直光滑，填土面为水平，其计算采用的假定是墙背竖直光滑，填土面为水平，其计算结果偏于保守。结果偏于保守。n n库仑土压力理论基于滑动块体的静力平衡条件来建立，库仑土压力理论基于滑动块体的静力平衡条件来建立，采用的假定是破坏面为平面。但当墙背与填土的摩擦角采用的假定是破坏面为平面。但当墙背与填土的摩擦角较大时，在土体中
27、产生的滑动面往往是一个曲面，会产较大时，在土体中产生的滑动面往往是一个曲面，会产生较大的误差。生较大的误差。第53页，讲稿共79张，创作于星期日朗肯与库仑土压力理论存在的主要朗肯与库仑土压力理论存在的主要问题问题 在实际工程中，当在实际工程中，当墙背倾斜角较大超过一墙背倾斜角较大超过一定范围后，滑动块体不定范围后，滑动块体不会沿墙背滑动，而是沿会沿墙背滑动，而是沿着途中某一平面滑动，着途中某一平面滑动，即产生所谓的第二滑裂即产生所谓的第二滑裂面面第54页，讲稿共79张，创作于星期日朗肯土压力理论的优缺点朗肯土压力理论的优缺点 n n朗肯土压力理论应用半空间中的应力状态和极朗肯土压力理论应用半空
28、间中的应力状态和极限平衡理论计算土压力，概念比较明确，公式限平衡理论计算土压力，概念比较明确，公式简单，应用方便，对于粘性土和无粘性土都可简单，应用方便，对于粘性土和无粘性土都可以用该公式直接计算，故在工程中得到青睐。以用该公式直接计算，故在工程中得到青睐。但为了使墙后填土中的应力状态符合半空间应但为了使墙后填土中的应力状态符合半空间应力状态，必须假设墙背是直立光滑的，填土面力状态，必须假设墙背是直立光滑的，填土面是水平的，因而使其应用范围受到限制，并由是水平的，因而使其应用范围受到限制，并由于该理论忽略了墙背与填土之间摩擦的影响，于该理论忽略了墙背与填土之间摩擦的影响，使计算的主动土压力偏大
29、，被动土压力偏小。使计算的主动土压力偏大，被动土压力偏小。第55页，讲稿共79张，创作于星期日库仑土压力理论的优缺点库仑土压力理论的优缺点 n n库仑土压力理论根据墙后滑动土楔的静力平衡条库仑土压力理论根据墙后滑动土楔的静力平衡条件推导得出土压力计算公式，考虑了墙背与土之件推导得出土压力计算公式，考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填土面倾斜的间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填土面倾斜的情况，但由于该理论假设填土是无粘性土，因此情况，但由于该理论假设填土是无粘性土，因此不能用库仑公式直接计算粘性填土的土压力。库不能用库仑公式直接计算粘性填土的土压力。库仑土压力理论假设墙后填土破坏时，破
30、裂面是一仑土压力理论假设墙后填土破坏时，破裂面是一平面，而实际上是一曲面，因此，库仑土压力理平面，而实际上是一曲面，因此，库仑土压力理论计算结果与按曲面的计算结果有出入，这种偏论计算结果与按曲面的计算结果有出入，这种偏差在计算被动土压力时尤为严重。差在计算被动土压力时尤为严重。第56页，讲稿共79张，创作于星期日朗肯与库仑土压力理论的适应性朗肯与库仑土压力理论的适应性n n朗肯理论求得的是墙背各点土压力强度分布，而库仑理朗肯理论求得的是墙背各点土压力强度分布，而库仑理论求得的是墙背上的总土压力论求得的是墙背上的总土压力 n n朗肯理论适用于填土表面为水平的无粘性土或粘性土的朗肯理论适用于填土表
31、面为水平的无粘性土或粘性土的土压力计算土压力计算n n库仑理论只适用于填土表面为水平或倾斜的无粘库仑理论只适用于填土表面为水平或倾斜的无粘性土，对粘性土只能用图解法计算性土，对粘性土只能用图解法计算n n被动土压力的计算常采用朗肯理论被动土压力的计算常采用朗肯理论n n挡土墙在满足挡土墙在满足墙背直立光滑且填土面水平墙背直立光滑且填土面水平的条件下，的条件下，库仑土压力理论与朗肯土压力理论计算得到的土压力库仑土压力理论与朗肯土压力理论计算得到的土压力是一致的是一致的 第57页，讲稿共79张，创作于星期日三种典型土压力在实际工程中的应用三种典型土压力在实际工程中的应用第58页，讲稿共79张，创作
32、于星期日挡土墙位移对土压力分布的影响挡土墙位移对土压力分布的影响n n挡土墙下端不动，上端向挡土墙下端不动，上端向挡土墙下端不动，上端向挡土墙下端不动，上端向外移动，无论位移多少，外移动，无论位移多少，外移动，无论位移多少，外移动，无论位移多少，作用在墙背上的压力都按作用在墙背上的压力都按作用在墙背上的压力都按作用在墙背上的压力都按直线分布。当墙上端的移直线分布。当墙上端的移直线分布。当墙上端的移直线分布。当墙上端的移动达到一定数值后，墙后动达到一定数值后，墙后动达到一定数值后，墙后动达到一定数值后，墙后填土会发生主动破坏，此填土会发生主动破坏，此填土会发生主动破坏，此填土会发生主动破坏，此时
33、作用在墙上的土压力称时作用在墙上的土压力称时作用在墙上的土压力称时作用在墙上的土压力称为主动土压力。为主动土压力。为主动土压力。为主动土压力。第59页，讲稿共79张，创作于星期日挡土墙位移对土压力分布的影响挡土墙位移对土压力分布的影响n n挡土墙上端不动，下挡土墙上端不动，下端向外移动，无论位端向外移动，无论位移达到多大，都不能移达到多大，都不能使填土内发生主动破使填土内发生主动破坏，压力为曲线分布，坏，压力为曲线分布，总压力作用点位移墙总压力作用点位移墙底以上越底以上越H/2处处第60页，讲稿共79张，创作于星期日挡土墙位移对土压力分布的影响挡土墙位移对土压力分布的影响n n挡土墙的上端和下
34、端挡土墙的上端和下端都向外移动，当位移都向外移动，当位移的大小未达到足以使的大小未达到足以使填土发生主动破坏时，填土发生主动破坏时，压力也是称为曲线分压力也是称为曲线分布，当位移超过某一布，当位移超过某一值后填土将发生主动值后填土将发生主动破坏，应力成直线分破坏，应力成直线分布。布。第61页，讲稿共79张，创作于星期日工程中挡土墙的土压力计算工程中挡土墙的土压力计算n n实际工程中所遇到的土压力计算往往比较复杂，实际工程中所遇到的土压力计算往往比较复杂，有时不能直接用朗肯和库仑土压力理论求解，有时不能直接用朗肯和库仑土压力理论求解，需要某种近似方法简化处理需要某种近似方法简化处理n n填土表面
35、有局部均布荷载时的土压力计算填土表面有局部均布荷载时的土压力计算n n坦墙墙背上的土压力坦墙墙背上的土压力n n折线墙背面上的土压力折线墙背面上的土压力n n开挖情况下的土压力开挖情况下的土压力n n地震时的土压力地震时的土压力第62页，讲稿共79张，创作于星期日填土表面有局部均布荷载时的土压力计算填土表面有局部均布荷载时的土压力计算n n均布荷载自墙后某一距离开始连续分布均布荷载自墙后某一距离开始连续分布均布荷载自墙后某一距离开始连续分布均布荷载自墙后某一距离开始连续分布第63页，讲稿共79张，创作于星期日填土表面有局部均布荷载时的土压力计算填土表面有局部均布荷载时的土压力计算n n均布荷载
36、分布在墙后某一宽度范围内均布荷载分布在墙后某一宽度范围内均布荷载分布在墙后某一宽度范围内均布荷载分布在墙后某一宽度范围内第64页，讲稿共79张，创作于星期日坦墙墙背上的土压力坦墙墙背上的土压力第65页，讲稿共79张，创作于星期日开挖情况下的土压力开挖情况下的土压力第66页，讲稿共79张，创作于星期日5.6非极限土压力的计算非极限土压力的计算n n 1考虑位移时的土压力计算n n在相同条件下，非极限土压力大于主动土压力，小于被动土压力。即：考虑位移的土压力计算公式可表达为：第67页，讲稿共79张，创作于星期日非极限土压力的计算非极限土压力的计算n n 考虑位移的土压力计算公式能反映位移对土压力的
37、影响，适用于非极限位移时土压力的计算，这样计算得到的土压力比主动土压力大，比被动土压力小。在基坑开挖工程中有实用价值。第68页，讲稿共79张，创作于星期日 2土压力随时间的发展规律土压力随时间的发展规律 n n土体具有随时间而变化的特性，即流变特性。土体具有随时间而变化的特性，即流变特性。n n土体的剪应力松弛特性对挡土建筑物的土压土体的剪应力松弛特性对挡土建筑物的土压力有很大影响。力有很大影响。n n应力松弛的结果使主动土压力增大，而使被动应力松弛的结果使主动土压力增大，而使被动土压力减小，最后两者都趋于静止土压力。土压力减小，最后两者都趋于静止土压力。挡挡土墙的位移和时间因素是耦合作用的，
38、根据位土墙的位移和时间因素是耦合作用的，根据位移和时间对土压力的影响分析，可将土压力的移和时间对土压力的影响分析，可将土压力的计算表示为下面的公式：计算表示为下面的公式：第69页，讲稿共79张，创作于星期日土压力随时间的发展规律土压力随时间的发展规律第70页，讲稿共79张，创作于星期日5.7 挡土墙的设计与计算挡土墙的设计与计算 1.挡土墙的类型选择挡土墙的类型选择n n常用的是重力式、悬臂式与扶壁式三种n n重力式挡土墙n n悬臂式挡土墙 n n扶壁式挡土墙 n n锚定板挡土墙n n加筋土挡土墙 第71页，讲稿共79张，创作于星期日2 挡土墙断面尺寸的确定挡土墙断面尺寸的确定 n n 挡土墙
39、断面尺寸常用试算法确定。首先，根挡土墙断面尺寸常用试算法确定。首先，根据挡土墙所处的条件据挡土墙所处的条件(工程地质、填土性质、工程地质、填土性质、墙体材料和施工条件等墙体材料和施工条件等)，凭经验初步拟定断，凭经验初步拟定断面尺寸，然后进行挡士墙稳定性和强度的验面尺寸，然后进行挡士墙稳定性和强度的验算，以判断是否满足有关规范或规定的要求。算，以判断是否满足有关规范或规定的要求。如果达不到要求，则须调整断面尺寸或采取如果达不到要求，则须调整断面尺寸或采取其他措施，重新进行验算，直到符合安全可其他措施，重新进行验算，直到符合安全可靠、经济合理的要求为止。靠、经济合理的要求为止。第72页，讲稿共7
40、9张，创作于星期日3 挡土墙的稳定验算挡土墙的稳定验算n n抗滑稳定试验抗滑稳定试验 n n挡土墙在土压力的水平分力挡土墙在土压力的水平分力Pax的作用下，墙的作用下，墙体可能发生沿基础底面的滑动破坏。抗滑动稳体可能发生沿基础底面的滑动破坏。抗滑动稳定验算时，应保证使得由土压力的垂直分力定验算时，应保证使得由土压力的垂直分力Pay与挡土墙的自重与挡土墙的自重W在基底产生的摩擦阻力在基底产生的摩擦阻力大于大于Pax。抗滑稳定安全系数。抗滑稳定安全系数Ks应满足下面要应满足下面要求，即：求，即：第73页，讲稿共79张，创作于星期日挡土墙的稳定验算挡土墙的稳定验算第74页，讲稿共79张，创作于星期日
41、抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定性验算 n n挡土墙的倾覆破坏通常是指在土压力作用下绕墙趾点转动向外倾覆失稳的破坏。验算时，应保证倾覆力矩小于墙体产生的抗倾覆力矩，并使抗倾覆稳定安全系数第75页，讲稿共79张，创作于星期日挡土墙的强度验算挡土墙的强度验算n n(1)地基承载力验算式中式中f-f-地基承载力设计值地基承载力设计值地基承载力设计值地基承载力设计值第76页，讲稿共79张，创作于星期日(2)挡土墙墙身强度的验算挡土墙墙身强度的验算 n n挡土墙墙身强度的验算，应按挡土墙墙身强度的验算，应按混凝土结构设混凝土结构设计规范计规范(GBJ 10-88)和和砌体结构设计规范砌体结构设计规范(GBJ
42、388)的要求进行。原则上要求任意断的要求进行。原则上要求任意断面上的法向应力小于墙身材料的抗压设计强面上的法向应力小于墙身材料的抗压设计强度，且剪应力小于抗剪设计强度。验算时，度，且剪应力小于抗剪设计强度。验算时，墙身断面位置应取最不利的位置计算，如断墙身断面位置应取最不利的位置计算，如断面急剧变化或转折处，一般在墙身与基础接面急剧变化或转折处，一般在墙身与基础接触处应力可能最大。触处应力可能最大。第77页，讲稿共79张，创作于星期日4 墙后填土材料的选择墙后填土材料的选择n n 减小作用于挡土墙背上的主动土压力，就能减减小作用于挡土墙背上的主动土压力，就能减小墙身的断面尺寸，节省工程量和降低工程造小墙身的断面尺寸，节省工程量和降低工程造价，并可使挡土墙的强度与稳定性更有保证。价，并可使挡土墙的强度与稳定性更有保证。挡土墙墙后填土宜选择挡土墙墙后填土宜选择值较大、透水性较强值较大、透水性较强的粗颗粒土作为填料的粗颗粒土作为填料(如砂砾类土如砂砾类土)。当土料。当土料条件受限制时可使用粉质粘土，但应限制填条件受限制时可使用粉质粘土，但应限制填筑高度。不应采用淤泥、垃圾等作为填料。筑高度。不应采用淤泥、垃圾等作为填料。第78页，讲稿共79张，创作于星期日感谢大家观看第79页，讲稿共79张，创作于星期日