挡土结构物上的土压力
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考虑水的存在引起土的抗剪强度的降低 考虑水压力的作用 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 渗流力的作用。
土压力问题的讨论
朗肯与库仑土压力理论存在的主要问题 三种典型土压力理论在实际工程中的应
用 挡土墙位移对土压力分布的影响
被动土压力 Ep
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。
静止土压力计算
静止土压力只发生在挡土墙为刚性，强 体不发生任何位移的情况，实际工程中， 作用在深基础侧墙或者U形桥台上土压 力，可近似看作静止土压力。
主动
被动
位移对土压力的影响及三种土压力
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形，此时作用 在挡土墙上的土压力。
主动土压力 Ea
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。
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。
土体作用在挡土结构物上的压力称为土压力 本章的任务是讨论土压力的大小和分布规律
的确定方法
概述
概述
概述
概述
概述
概述
概述
位移对土压力的影响及三种土压力
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密切
库仑土压力理论
以整个滑动土体上力的平衡条件来确定
土压力
DC E
B
φ A
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
无粘性土主动土压力的计算
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
无粘性土主动土压力的计算
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
无粘性土被动土压力的计算
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EP值，应是假定一系列破坏面上计算出的土压力最小值Pmin
库尔曼图解法
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，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。
粘性填土的库仑土压力确定可采用试算 图解法
粘性填土的土压力
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。
填土中有地下水时土压力的计算
在计算水下土体重量时，应采用浮容重 进行计算。
库尔曼图解法
库尔曼图解法
C1 F
m1
φ n1 A
90-ε-φ0
L
W1
有超载所用时的土压力计算
在建立滑动土体的 主动或被动极限平 衡条件时，需增加 一个方向竖直向下 的力的作用，其大 小等于q与滑块表面 长度的乘积
有超载所用时的土压力计算
有超载所用时的土压力计算
粘性填土的土压力
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，力矢 多边形需考虑墙背面和滑动面上粘聚力。
按照水平向自重应力的计算公式确定
静止土压力计算
若墙后填土为均匀 体，则单位面积上 静止土压力为
静止土压力合力为
1/3H
静止土压力计算
若墙后填土中有地 下水，则计算静止 土压力时，水中土 的重度应取浮重度
形心
1/3H2
静止土压力计算
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 验来测定。
基本假定
土体是具有水平表面的半无限体，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竖直方向的主应力方向。
Rankine土压力理论的基本原理和基本假定
Rankine土压力理论的基本原理和基本假定
τ 主动状态
f c tg
被动状态
A O
σ σxmin=ea
σx=K0σz σz
σxmax=ep
Rankine土压力理论的基本原理和基本假定
Rankine主动土压力计算
基本计算公式
（5－8）
朗肯理论的主动土压力系数
Βιβλιοθήκη Baidu
无粘性土的主动土压力计算
无粘性土的主动土压力计算
粘性土的主动土压力计算
ea=0
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
粘性土的主动土压力计算
有荷载 出现拉力区
对于砂或正常固结的粘土，可根据有效内摩 擦角来确定
朗肯土压力理论
Rankine土压力理论和Coulomb土压力 理论是计算主动土压力和被动土压力的 两种基本理论。
Rankine土压力理论的基本原理和基本假定
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力的计算公式
在计算作用在墙背上的总压力中应包括 水压力的作用。
填土中有地下水时的土压力计算
填土为成层土时的土压力计算
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
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， 需采用计算点所在土层的粘聚力和内摩 擦角
填土为成层土时的土压力计算
不出现拉力区
Rankine被动土压力计算
基本计算公式
（5－8）
无粘性土被动土压力的计算
无粘性土被动土压力的计算
粘性土被动土压力的计算
粘性土被动土压力的计算
填土中有地下水时的土压力计算
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，水下填土部分采 用浮容重进行计算。
挡土结构物上的土压力
关于网站
长安大学土力学CAI课件 Geotech Photo Album 我的电子邮件地址 jiangtong@geotech.ncwu.edu.cm Jiangtong_73@sohu.com
概述
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。
立滑动土体静力平衡条件时，还应考虑 渗流力的作用。
土压力问题的讨论
朗肯与库仑土压力理论存在的主要问题 三种典型土压力理论在实际工程中的应
用 挡土墙位移对土压力分布的影响
被动土压力 Ep
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。
静止土压力计算
静止土压力只发生在挡土墙为刚性，强 体不发生任何位移的情况，实际工程中， 作用在深基础侧墙或者U形桥台上土压 力，可近似看作静止土压力。
主动
被动
位移对土压力的影响及三种土压力
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形，此时作用 在挡土墙上的土压力。
主动土压力 Ea
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。
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。
土体作用在挡土结构物上的压力称为土压力 本章的任务是讨论土压力的大小和分布规律
的确定方法
概述
概述
概述
概述
概述
概述
概述
位移对土压力的影响及三种土压力
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密切
库仑土压力理论
以整个滑动土体上力的平衡条件来确定
土压力
DC E
B
φ A
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
无粘性土主动土压力的计算
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
无粘性土主动土压力的计算
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
无粘性土被动土压力的计算
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EP值，应是假定一系列破坏面上计算出的土压力最小值Pmin
库尔曼图解法
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，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。
粘性填土的库仑土压力确定可采用试算 图解法
粘性填土的土压力
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。
填土中有地下水时土压力的计算
在计算水下土体重量时，应采用浮容重 进行计算。
库尔曼图解法
库尔曼图解法
C1 F
m1
φ n1 A
90-ε-φ0
L
W1
有超载所用时的土压力计算
在建立滑动土体的 主动或被动极限平 衡条件时，需增加 一个方向竖直向下 的力的作用，其大 小等于q与滑块表面 长度的乘积
有超载所用时的土压力计算
有超载所用时的土压力计算
粘性填土的土压力
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，力矢 多边形需考虑墙背面和滑动面上粘聚力。
按照水平向自重应力的计算公式确定
静止土压力计算
若墙后填土为均匀 体，则单位面积上 静止土压力为
静止土压力合力为
1/3H
静止土压力计算
若墙后填土中有地 下水，则计算静止 土压力时，水中土 的重度应取浮重度
形心
1/3H2
静止土压力计算
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 验来测定。
基本假定
土体是具有水平表面的半无限体，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竖直方向的主应力方向。
Rankine土压力理论的基本原理和基本假定
Rankine土压力理论的基本原理和基本假定
τ 主动状态
f c tg
被动状态
A O
σ σxmin=ea
σx=K0σz σz
σxmax=ep
Rankine土压力理论的基本原理和基本假定
Rankine主动土压力计算
基本计算公式
（5－8）
朗肯理论的主动土压力系数
Βιβλιοθήκη Baidu
无粘性土的主动土压力计算
无粘性土的主动土压力计算
粘性土的主动土压力计算
ea=0
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
粘性土的主动土压力计算
有荷载 出现拉力区
对于砂或正常固结的粘土，可根据有效内摩 擦角来确定
朗肯土压力理论
Rankine土压力理论和Coulomb土压力 理论是计算主动土压力和被动土压力的 两种基本理论。
Rankine土压力理论的基本原理和基本假定
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力的计算公式
在计算作用在墙背上的总压力中应包括 水压力的作用。
填土中有地下水时的土压力计算
填土为成层土时的土压力计算
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
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， 需采用计算点所在土层的粘聚力和内摩 擦角
填土为成层土时的土压力计算
不出现拉力区
Rankine被动土压力计算
基本计算公式
（5－8）
无粘性土被动土压力的计算
无粘性土被动土压力的计算
粘性土被动土压力的计算
粘性土被动土压力的计算
填土中有地下水时的土压力计算
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，水下填土部分采 用浮容重进行计算。
挡土结构物上的土压力
关于网站
长安大学土力学CAI课件 Geotech Photo Album 我的电子邮件地址 jiangtong@geotech.ncwu.edu.cm Jiangtong_73@sohu.com
概述
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。