一般土压力计算公式
几种常见情况下的土压力计算
如果工程中对计算精度的要求不高,在计算分层土的土压 力时,也可将各层土的重度和内摩擦角按土层厚度加权平均, 然后近似地把土体当作均质土求土压力系数Ka并计算土压力。 这样所得的土压力及其作用点和分层计算时是否接近要看具体 情况而定。
4.5.4 墙后填土有地下水
水下,取浮重度
总侧向压力=Pa+Pw
(a)
(b)
(c)
11 h1
22 h2
1h1 K a1
1h1 K a1 1h1 K a2
1h1 K a1 1h1 K a2
1h1 2h2 Ka2
1 2 2
1h1 2h2 Ka2
1 2 1 2
1h1 2h2 Ka2
1 2 1 2
2)、墙背及填土表面倾斜:
第一层土的顶面处: paA 1hKa1 第一层土的底面处: paC上 1 ( H1 h)Ka1
h'
H1
q
A
Ea1
假想分界面 C
土层分界面
Ea2
2
B
paA
paC上 paC下
paB
H2
图7-20 分层填土的主动土压力
上列式中的h’可计算求得。
在计算第二层土的土压力时,将第一层土的重力连同外荷
7.00kPa
q=20kPa
3m
0.794
19.46 21.37
1=18.0kN/m3
1=20
C1=12kPa sat=19.2kN/m3 2=26 C2=6.0kPa
4m
13.96m
E=215.64kN/m
35.72
40.00kPa
解:因墙背竖直、光滑,填土面水平, 符合朗肯条件,故有:
Ka1 tg 2 (45 20 / 2) 0.490 Ka2 tg 2 (45 26 / 2) 0.390
主动土压力和被动土压力计算公式(一)
主动土压力和被动土压力计算公式(一)主动土压力和被动土压力计算公式1. 主动土压力计算公式•主动土压力表示土体对结构物外表面施加的压力,一般为土体的推力。
•主动土压力计算公式通常根据不同的土体力学模型选择不同的计算方法。
Coulomb法则•Coulomb法则是主动土压力计算的一种常用方法,适用于强砂土和礁岩土质。
•Coulomb法则的计算公式为:P a=K a⋅γ⋅H⋅(1+sinδ)(1−sinδ)–P a表示主动土压力–K a表示活动土压力系数–γ表示土体的体积重度–H表示土体高度–δ表示土体的内摩擦角示例•假设一段高度为10米的砂土墙,砂土的重度为18kN/m³,内摩擦角为30°,求主动土压力。
•已知数据:–H=10m–γ=18kN/m³–δ=30°将•根据Coulomb法则的计算公式可得:P a=K a⋅γ⋅H⋅(1+sinδ)(1−sinδ)已知数据代入计算可得:P a=K a⋅18kN/m³⋅10m⋅(1+sin30°)(1−sin30°)偏应力曲线法•偏应力曲线法也是常用的主动土压力计算方法,适用于软黏土和弱砂土质。
•偏应力曲线法的计算公式为:P a=K a⋅γ⋅H⋅c⋅tan(ϕ′+ϕ)–P a表示主动土压力–K a表示活动土压力系数–γ表示土体的体积重度–H表示土体高度–c表示土体的凝聚力–ϕ′表示土体的内摩擦角–ϕ表示土体的地下水位倾角示例•假设一段高度为8米的软黏土墙,土体的重度为19kN/m³,凝聚力为35kPa,内摩擦角为20°,地下水位倾角为5°,求主动土压力。
•已知数据:–H=8m–γ=19kN/m³–c=35kPa–ϕ′=20°–ϕ=5°•根据偏应力曲线法的计算公式可得:P a=K a⋅γ⋅H⋅c⋅tan(ϕ′+ϕ)将已知数据代入计算可得:P a=K a⋅19kN/m³⋅8m⋅35kPa⋅tan(20°+5°)2. 被动土压力计算公式•被动土压力表示土体对结构物内表面施加的压力,一般为土体的抗力。
土力学
第五章 土压力与土坡稳定5.1解:Ko=1-sin φ=1-sin36=0.41墙顶墙底静止土压力强度e o = Ko γh=0 Kpa/m墙底静止土压力强度e o = Ko γh=0.41×18×4=29.5 Kpa/m墙背总的静止土压力,即虚线三角形面积为:Po=0.5×29.5×4=59KN/m 墙后填土为砂土,达到主动极限状态需要的位移为墙高的略0.5%,略2cm 。
5.2解:根据条件,墙背竖直、光滑、墙后地表水平,可以按照朗金公式计算土压力。
1、主动土压力:主动土压力系数Ka=tg 2(45-φ/2)= tg 2(45-36/2)=0.26 地表主动土压力强度e a = Ka γh=0.26×18×0=0 Kpa/m 地下水位处:e a = Ka γh=0.26×18×2=9.4 Kpa/m墙底:e a = Ka γh=0.26×(18×2+11×2)=15.1 Kpa/m地下水位以上的主动土压力为三角形分布,面积为0.5×9.4×2=9.4 KN/m地下水位以X 下的主动土压力为梯形分布,面积为(9.4+15.1)×2/2=24.5 KN/m 所以,墙后总主动土压力为9.4+24.5=33.9 KN/m2、静止土压力:静止土压力系数Ko=1-sin φ=1-sin36=0.41地表静止土压力强度e o = Ko γh=0.41×18×0=0 Kpa/mH=4m砂土 γsat =21KN/m 3 φ=3602m地下水位 γ=18KN/m 3 H=4m干砂 γ=18KN/m 3 φ=360 29.5地下水位处:e o = Ko γh=0.41×18×2=14.8 Kpa/m 墙底:e o = Ko γh=0.41×(18×2+11×2)=23.8 Kpa/m地下水位以上的静止土压力为三角形分布,面积为0.5×14.8×2=14.8 KN/m地下水位以X 下的静止土压力为梯形分布,面积为(14.8+23.8)×2/2=38.6 KN/m 所以,墙后总静止土压力为14.8+38.6=33.9 KN/m3、水压力:地下水位处水压力强度:Pw=γw h w =10×0=0 Kpa/m 墙底处水压力强度:Pw=γw h w =10×2=20 Kpa/m墙后水压力为三角形分布,面积为0.5×20×2=20 KN/m4、水、土压力分布如下图所示:5.3解:0.235cos24sin36sin601cos2436cos cos sin )(sin 1cos cos K 00)(cos )(cos )(sin )(sin 1)(cos cos )(cos K 2222a 222a =⎥⎦⎤⎢⎣⎡∙+∙=⎥⎦⎤⎢⎣⎡δφφ+δ+∙δφ==β=ε⎥⎦⎤⎢⎣⎡β-εε+δβ-φφ+δ+ε+δ∙εε-φ=,有:,,因为 Pa=0.5Ka γH 2=0.5×0.235×18×42=33.8KN/m5.4解:此题应该做错了,书中答案很可能错误。
土压力计算公式范文
土压力计算公式范文
一、Coulomb公式
Coulomb公式是土壤力学中最早的计算土压力的公式之一,适用于粘
性土的计算。
公式为:
σ=γH+K×σv
其中,σ为土体的有效应力,γ为土壤体重密度,H为土体高度,K
为土壤侧向压缩系数,σv为垂直应力。
特点:Coulomb公式适用于深度较小的情况,对深度较大的土体压力
计算会偏大,适用范围较窄。
二、柯西公式
柯西公式是由柯西提出的一种计算土压力的方法,适用于含有弹性粘
聚力的松散土壤。
公式为:
σz=γH+K×σv
其中,σz为土体在z深度处的垂直有效应力,γ为土壤饱和体重密度,H为土体高度,K为土壤侧向压缩系数,σv为z深度处的垂直应力。
特点:柯西公式适用于弹性变形的土壤,精确度较高,适用范围较广。
三、拉瓦尔公式
拉瓦尔公式是用于计算活动水平不平稳、土的含水量较高的土体的压力。
公式为:
σ=1/2×γH×[1-(1-2K)×(γw/γ)]+(γw/γ)×σv
其中,σ为土体的总应力,γ为土壤饱和体重密度,H为土体高度,K为土壤侧向压缩系数,γw为水重密度,σv为垂直应力。
特点:拉瓦尔公式适用于含水量较高的土体,对不稳定土质的计算具
有较好的效果。
以上是土压力计算的三种常用公式,每种公式都有其适用范围和限制
条件。
在实际工程中,需要根据具体情况选择合适的土压力计算公式进行
计算。
同时,需要注意公式中的参数取值要准确,以保证计算结果的准确
性和可靠性。
土体主动被动土压力概念及计算公式
土体主动被动土压力概念及计算公式1.主动土压力概念主动土压力是指土体的水平力对基坑边墙或其他结构物产生的压力。
当土体自由状态时,土体之间不存在任何压力,而当土体被限制或受到外部荷载时,土体开始产生压力。
主动土压力的大小与土体的性质、倾斜角度以及土体上方的土层重量等因素有关。
主动土压力的计算公式根据所用土体的性质和土体力学特性的不同而有所差异。
最常用的计算方法是库伦土压力理论,该理论假设土体的颗粒间相互作用符合库伦摩擦定律。
库伦土压力理论认为土体的主动土压力可以表示为:Ka = (1 - sinφ) / (1 + sinφ)Pa=Ka*γ*H^2其中,Ka为土体活动系数,φ为土体的内摩擦角,γ为土体的重度,H为土体的高度。
2.被动土压力概念被动土压力是指土体受到基坑边墙或其他结构物施加的压力。
当土体与结构物接触时,结构物对土体施加的力会使土体产生一种反作用力,这就是被动土压力。
被动土压力的大小取决于结构物的形状和土体的性质。
被动土压力的计算公式也有多种方法,其中一种常用的计算方法是考虑土体内的摩擦力和土体外的压力之和。
被动土压力的计算公式可以表示为:Pp=Kp*γ*H^2其中,Kp为土体的被动土压力系数,通常取1/3到1/2之间。
需要注意的是,主动土压力和被动土压力的计算方法只是近似计算,实际情况中还需要考虑土体的变形、土体中的水分和土体与结构物之间的摩擦等因素。
3.应用范围和注意事项主动土压力和被动土压力的概念和计算方法广泛应用于地基工程、基坑支护设计和土木结构等领域。
通过计算主动土压力和被动土压力,可以评估土体对结构物的稳定性和设计建议。
在应用主动土压力和被动土压力的计算方法时,需要注意以下几个方面:-确定土体的物理性质,包括土体的重度、内摩擦角等参数。
-选择合适的土压力计算方法,并根据实际情况进行修正和调整。
-考虑土体的变形和水分对土压力的影响。
-结合其他工程参数进行综合分析,确保计算结果的准确性。
土主动被动土压力概念及计算公式
土主动被动土压力概念及计算公式土的主动土压力是指土体由于自身的重力和内摩擦力对支撑结构施加的侧向压力,是土与支撑结构之间产生的相互作用力。
被动土压力是指土体由于支撑结构对其施加的侧向位移产生的反作用力。
主动土压力和被动土压力是土与支撑结构之间相互依存的,主动土压力存在的同时,支撑结构会对土体产生位移,从而形成被动土压力。
主动土压力的计算公式:根据库仑公式,土体的主动土压力与土的内摩擦角和有效土的重度有关。
当土壤处于稳定的状态下,主动土压力的计算公式可以使用库仑公式:Ka = (1 - sinφ)/ (1 + sinφ)其中,Ka为土的主动土压力系数,φ为土的内摩擦角。
当土壤处于不稳定状态下,土壤会发生一定的位移,此时主动土压力的计算公式可以使用布埃克斯公式:Kp = (1 - sinφ) / (1 + sinφ) * (1 - δ)其中,Kp为土的主动土压力系数,φ为土的内摩擦角,δ为土的位移系数。
被动土压力的计算公式:被动土压力的计算与主动土压力相比更为复杂,常使用简化方法进行估算。
其中一种常用的方法是考虑土的剪切模量和侧方向支撑结构的刚度,通过应力均衡原理进行计算。
以挡土墙为例,假设墙体与土壤之间存在一个垂直面,墙体高度为H,墙体倾斜角度为β,土壤密度为γ,土壤的无侧限抗压强度为c,挡土墙的自重为G。
根据应力均衡原理可以得到被动土压力的计算公式:F = Kp * γ * H * H * tan²(β/2) / 2 + c * B * H其中,F为被动土压力大小,Kp为土的被动土压力系数,γ为土的容重,H为挡土墙的高度,β为挡土墙的倾斜角度,B为挡土墙的宽度。
需要注意的是,土压力的计算还需要考虑土壤的附加应力、水对土壤的影响、土体的性质等因素,并且不同的土体和结构类型都有相应的计算方法和参数。
因此,在实际工程中,需要根据具体情况进行合理的土压力计算和设计。
土压力理论及计算
土压力理论及计算土压力是指土体受到外界荷载作用时产生的抵抗力。
研究土压力是地工工程、岩土工程和土力学等领域的基本问题之一、了解土压力的分布以及如何准确计算土压力对于土木工程的设计和分析非常重要。
本文将介绍土压力的理论及计算方法。
土压力的理论基础是库仑理论。
库仑理论是由法国科学家库仑在18世纪中期提出的,他认为土体颗粒与颗粒之间是通过间隙水分子构成的水桥相互连接的。
当外荷载作用于土体时,颗粒与间隙水分子之间的水桥被破坏,颗粒之间开始相互移动,随着移动,水桥逐渐破坏,最终形成土体的结构稳定。
库仑理论认为土体的内摩擦角决定了土体的内摩擦力,而内摩擦力是土压力产生的主要原因。
土压力的计算方法主要有两种:活动土压力和静止土压力。
活动土压力是指当土体受到外荷载作用时,土体内部颗粒会发生相对移动,从而产生土压力。
活动土压力的计算方法根据库仑理论以及土体内部颗粒间的摩擦力来进行。
静止土压力是指当土体受到外荷载作用时,土体内部颗粒不发生相对移动,从而产生土压力。
静止土压力的计算方法根据土体的重力和内摩擦力来进行。
对于活动土压力的计算,可以使用库仑公式。
库仑公式的表达式为:Pa=Ka*γ*H,其中Pa表示活动土压力,Ka表示活动土压力系数,γ表示土体的体积重量,H表示土体的高度。
活动土压力系数Ka是根据土体的内摩擦角来确定的。
活动土压力系数的大小取决于土体的类型和粒径分布等因素。
对于静止土压力的计算,可以使用库仑公式的变形公式。
静止土压力的计算需要考虑土体的内摩擦角以及土体与结构物之间的摩擦力。
静止土压力的计算公式为:Ps = γ * H + Σ(γi * Hi * tan αi), 其中Ps表示静止土压力,γi表示土体各层的体积重量,Hi表示土体各层的高度,αi表示土体与结构物之间的摩擦角。
静止土压力的计算中需要考虑土体的水平抗力和垂直抗力。
除了库仑公式,还有其他一些方法可以用于计算土压力。
例如,面积平衡法可以通过土体的重力平衡和水平面的摩擦力来计算土压力。
挡土墙计算公式
挡土墙计算公式挡土墙是一种用于支撑填土或山坡土体,防止其变形失稳的结构物。
在工程设计中,准确计算挡土墙的各项参数至关重要,这需要依靠一系列的计算公式。
下面我们就来详细介绍一下常见的挡土墙计算公式。
一、土压力计算土压力是作用在挡土墙上的主要荷载之一,常见的土压力计算方法有朗肯土压力理论和库仑土压力理论。
1、朗肯土压力理论朗肯主动土压力强度计算公式为:$e_a =\gamma z tan^2(45°\frac{\varphi}{2}) 2c tan(45°\frac{\varphi}{2})$朗肯被动土压力强度计算公式为:$e_p =\gamma z tan^2(45°+\frac{\varphi}{2})+ 2ctan(45°+\frac{\varphi}{2})$其中,$\gamma$为填土的重度,$z$为计算点深度,$\varphi$为填土的内摩擦角,$c$为填土的粘聚力。
2、库仑土压力理论库仑主动土压力系数:$K_a =\frac{cos^2(\varphi \alpha)}{cos^2\alpha cos(\alpha +\delta)1 +\sqrt{\frac{sin(\varphi +\delta) sin(\varphi \beta)}{cos(\alpha +\delta) cos(\alpha \beta)}}^2}$库仑被动土压力系数:$K_p =\frac{cos^2(\varphi +\alpha)}{cos^2\alpha cos(\alpha \delta)1 \sqrt{\frac{sin(\varphi +\delta) sin(\varphi +\beta)}{cos(\alpha \delta) cos(\alpha +\beta)}}^2}$主动土压力:$E_a =\frac{1}{2}\gamma H^2 K_a$被动土压力:$E_p =\frac{1}{2}\gamma H^2 K_p$其中,$\alpha$为墙背与水平面的夹角,$\beta$为填土面与水平面的夹角,$\delta$为墙背与填土之间的摩擦角,$H$为挡土墙的高度。
几种常见情况下的土压力计算
h2=3m
中砂
土体的分层情况及相关土性指标均如图示。试求主动 =20kN/m3 土=3压0°力
沿挡墙墙高的分布。
35.3kPa
解:第一层土,1=20,故有:
K a1
tan(2 45
1
2
)
tan(2 45
20 ) 2
0.490
第二层土,2=30,故有:
K a2
tan(2 45
2
2
)
tan(2 45
30 ) 2
1h1 K a1 1h1 K a2
1h1 K a1 1h1 K a2
1h1 2h2 Ka2
1 2 1 2
1h1 2h2 Ka2
1 2 1 2
1h1 2h2 Ka2
1 2 1 2
2)、墙背及填土表面倾斜:
计算中近似地将各分层面假想为与土体表面平行。相应 的计算方法是:对于第一层土可按前述均匀土层的计算方法 进行计算;计算下层土的土压力时,可将上层土的重力连同 外荷载一起当作作用于下层土(分界面与表层土体表面平行) 上的均布荷载,然后按上条所述的方法进行计算,但其有效 范围应限制在下层土内。现以下图为例说明具体方法:
第一层土的顶面处: paA 1hKa1 第一层土的底面处: paC上 1 ( H1 h)Ka1
H2
H1
h'
q
A
Ea1
假想分界面 C
土层分界面
Ea2
2
B
图7-20 分层填土的主动土压力
paA
paC上 paC下
paB
上列式中的h’可计算求得。
在计算第二层土的土压力时,将第一层土的重力连同外
背法线成角。
如果工程中对计算精度的要求不高,在计算分层土的土 压力时,也可将各层土的重度和内摩擦角按土层厚度加权平 均,然后近似地把土体当作均质土求土压力系数Ka并计算土 压力。这样所得的土压力及其作用点和分层计算时是否接近 要看具体情况而定。
土层地下结构水、土压力的计算
第一节 经典土压力理论浅埋地下结构的竖向土压力计算:土柱理论,即竖向土压力即为结构顶盖上整个土柱的全部重量。
侧向土压力计算的经典理论的主要依据:库伦(Coulomb)理论和朗肯〔Rankine)理论。
计算静止土压力计算一般采用弹性理论,它也可以称为经典理论。
1.1 静止土压力z K p γ00= (1-1)z c γσ= (1-2)μμ−=10K (1-3)02021K h E γ= (1-4)图1.1 静止土压力计算图式式中γ-土的重度;z -由地表面算起至M 点的深度;-静止土压力系数;0K μ-土的泊松比,其值通常由试验来确定;合力作用点位于距墙踵h /3处。
0E 图1.2 库伦土压力计算图式1.2 库伦土压力理论aa K h E 221γ= (1-5) pp K h E 221γ= (1-6)2222])sin()sin()sin()sin(1)[(sin sin )(sin δαβαδϕβϕδααϕα−++−+−+=a K (1-7)2222])sin()sin()sin()sin(1)[(sin sin )(sin δαβαδϕβϕδααϕα++++−+−=p K (1-8)粘性土中等效内摩擦角换算有多种, (1)根据土的抗剪强度相等的原则进行换算为:)(hctg arctg D γϕϕ+= (1-9) 还有其他换算方式:(2) 借助朗肯土压力理论进行换算,按朗肯理论同时考虑c 、ϕ值得到的土压力值要和已换算成等效内摩擦角D ϕ后得到的土压力值相等,推算得到等效内摩擦角D ϕ。
(3)采用《建筑地基基础设计规范》计算。
1.3 朗肯土压力理论图1.3 朗肯极限平衡状态z z γσ= (1-10) z K x γσ0= (1-11)a a a K c zK p 2−=γ (1-12)P P P K c zK p 2+=γ (1-13)式中:)245(2ϕ−=tg K a ,245(2ϕ+=tg K pγγ222221cK ch K h E a a a +−= (1-14)第二节 地下结构的土层压力2.1 浅埋地下结构的竖向土层压力在软土地层中当地下结构物采用明挖法施工,埋置深度较浅(顶盖离地表面距离较近时),称为浅埋地下结构。
一般土压力计算公式
一般土压力计算公式
一般来说,土体压力是一个复杂的问题,计算它并不是一件容易的事情。
但是,根据地质条件和几何形状,可以用一般土压力计算公式来求解土体压力问题。
本文就介绍一下这个公式以及如何使用它来计算土体压力。
一般土压力计算公式是一种以π作为参数的椭圆形公式,其形式如下:
P=πx(ea-eb)/T
其中,P是土体压力;ea和eb分别为挤压头端口和贯入头端口的土体压缩系数,即土压力的计算因子;T是土体的屈服门限,即抗拉强度、抗剪强度和塑性变形之和。
计算完土压力P以后,可以进一步判断其安全性,比如可以从P 和T的比值估算其受压性:如果P/T<0.2,土体压力处于安全范围;如果0.2≤P/T≤1.0,土体压力处于警戒范围;如果P/T>1.0,土体压力处于危险范围。
在计算土体压力时,还应考虑坡度的影响。
如果坡度大于50°,土体压力会受到重大影响,这时可以采用去坡度的方法来减少坡度对挤压头的影响,从而降低土体压力。
还要注意,受压土体的弹性模量有着重大影响,从而直接影响土体压力的计算。
一般来说,弹性模量越大,土体压力越大;弹性模量越小,土体压力越小。
根据土体的实际情况,判断土体弹性模量是否可以被忽略,也是非常重要的。
此外,不同类型的土体有着不同的压力计算方法,比如岩石的计算公式和土的计算公式就有所不同。
因此,在计算土体压力时,更要根据实际情况,了解地质条件,以便正确使用适当的计算公式。
总之,土体压力的计算是一个复杂的问题,在计算时,不仅要根据一般土压力计算公式来求解,还要考虑它的坡度、弹性模量以及不同类型土体的计算公式等因素,从而正确地求得土体压力。
几种常见情况下的土压力计算
边坡稳定性分析
在边坡稳定性分析中,被动土压 力的大小和分布对边坡的稳定性 有重要影响。通过计算被动土压 力,可以评估边坡的稳定性,采
取相应的加固措施。
PART 05
特殊情况下的土压力计算
REPORTING
填土情况下的土压力计算
填土情况下的土压力计算需要考虑填土的密度、内摩擦角、粘聚力等参数 ,以及填土的方式和压实程度等因素。
土压力的影响因素
挡墙高度
挡墙高度越大,土压力 越大。
墙体位移
墙体位移越大,土压力 越大。
墙体刚度
墙体刚度越大,土压力 越小。
土壤性质
土壤性质不同,其承载 力和压缩性也不同,从 而影响土压力的大小。
PART 02
静止土压力计算
REPORTING
静止土压力定义
01
静止土压力是指挡土墙不发生任 何方向的位移,墙后填土处于静 止平衡状态,作用在挡墙上的土 压力。
REபைடு நூலகம்ORTING
被动土压力定义
被动土压力定义
在土压力作用过程中,墙后土体处于 受剪切破坏的极限平衡状态,此时作 用在墙背上的土压力即为被动土压力 。
被动土压力的特点
被动土压力的大小等于滑裂面上的剪 切力乘以滑裂面的面积,其作用方向 与墙背垂直。
被动土压力计算公式
公式一:根据库仑土压力理论,被动土 压力可由下式计算
几种常见情况下的土 压力计算
REPORTING
• 土压力计算概述 • 静止土压力计算 • 主动土压力计算 • 被动土压力计算 • 特殊情况下的土压力计算
目录
PART 01
土压力计算概述
REPORTING
土压力定义
土力学计算
..’. 挡土墙的一般力学计算一、库伦主动土压力计算主动土压力计算公式:Eα=1/2γH2Ka式中:Eα——主动土压力(KN),γ——土的容重(KN/m3),H——挡土墙高(m) ,Ka——库伦主动土压力系数。
二、滑动稳定验算挡土墙沿基底的滑动稳定系数Kc应不小于1.3。
计算公式为:Kc= (W+Ey)f / Ex式中:W——挡土墙自重,衡重式时,包括衡重台上的土重(KN),Ex,Ey——主动土压力的水平和垂直分力(KN),f——基底摩擦系数。
设计中,为增加挡土墙的抗滑稳定性,常将基底做成向内倾斜,以增大滑动稳定系数。
基底斜坡坡度一般不超过1:5。
三、倾覆稳定验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定系数Ko应不小于1.5。
计算公式为:Ko=(WZw+EyZx)/(ExZy)式中:Zx——Ey对墙趾O点的力臂(m),Zy——Ex对墙趾O点的力臂(m),Zw——W对墙趾O点的力臂(m)。
四、基底应力及偏心验算基底的合力偏心距e。
计算公式为:e=B/2-Zn=B/2-(WZw+EyZx-ExZy)/(W+Ey)在土质地基上,e≤B/6;在软弱岩石地基上,e≤B/5;在不易风化的岩石地基上,e≤B/4。
当e≤B/6时,墙趾和墙踵处的法向压应力为:σ1,2=(W+Ey)(1±6e/B)/B≤[σ]式中,[σ] ——地基土修正后的容许承载力(KPa)[σ]= [σo]+K1γ1(B-2)式中,[σo] ——地基土的容许承载力(KPa),K1 ——地基土容许承载力随基础宽度的修正系数,γ1 ——地基土的天然容重(KN/m3)。
当e>B/6时,基底出现拉应力,考虑到一般情况下地基与基础间不能承受拉力,故不计拉力而按应力重分布计算基底最大拉应力:σ1=2(W+Ey)/ 3Zn≤[σ]若出现负偏心,则上式的Zn改为(B-Zn)。
五、墙身截面强度验算通常选取一、两个截面进行验算。
验算截面可选在基础底面、1/2墙高处或上下墙交界处等。
土压力计算方法
第五章土压力计算本章主要介绍土压力的形成过程,土压力的影响因素;朗肯土压力理论、库仑土压力理论、土压力计算的规范方法及常见情况的土压力计算;简要介绍重力式挡土墙的设计计算方法。
学习本章的目的:能根据实际工程中支挡结构的形式,土层分布特点,土层上的荷载分布情况,地下水情况等计算出作用在支挡结构上的土压力、水压力及总压力。
第一节土压力的类型土体作用在挡土墙上的压力称为土压力。
一、土压力的分类作用在挡土结构上的土压力,按挡土结构的位移方向、大小及土体所处的三种平衡状态,可分为静止土压力E o,主动土压力E a和被动土压力E p三种。
1.静止土压力挡土墙静止不动时,土体由于墙的侧限作用而处于弹性平衡状态,此时墙后土体作用在墙背上的土压力称为静止土压力。
2.主动土压力挡土墙在墙后土体的推力作用下,向前移动,墙后土体随之向前移动。
土体内阻止移动的强度发挥作用,使作用在墙背上的土压力减小。
当墙向前位移达主动极限平衡状态时,墙背上作用的土压力减至最小。
此时作用在墙背上的最小土压力称为主动土压力。
3.被动土压力挡土墙在较大的外力作用下,向后移动推向填土,则填土受墙的挤压,使作用在墙背上的土压力增大,当墙向后移动达到被动极限平衡状态时,墙背上作用的土压力增至最大。
此时作用在墙背上的最大土压力称为被动土压力。
大部分情况下作用在挡土墙上的土压力值均介于上述三种状态下的土压力值之间。
二、影响土压力的因素1.挡土墙的位移挡土墙的位移(或转动)方向和位移量的大小,是影响土压力大小的最主要的因素,产生被动土压力的位移量大于产生主动土压力的位移量。
2.挡土墙的形状挡土墙剖面形状,包括墙背为竖直或是倾斜,墙背为光滑或粗糙,不同的情况,土压力的计算公式不同,计算结果也不一样。
3.填土的性质挡土墙后填土的性质,包括填土的松密程度,即重度、干湿程度等;土的强度指标内摩擦角和粘聚力的大小;以及填土的形状(水平、上斜或下斜)等,都将影响土压力的大小。
土体主动被动土压力概念及计算公式
土体主动被动土压力概念及计算公式土体主动被动土压力是土体在受到外界荷载作用时所产生的压力,主动土压力是土体对结构体施加的压力,被动土压力是结构体对土体施加的压力。
在土体与结构体的相互作用中,主动土压力会导致结构的变形,而被动土压力则会导致土体内部的应力分布。
土体主动土压力的计算公式可以使用库尔曼公式(Coulomb's equation)来进行估算。
库尔曼公式是一个经验公式,它描述了土体内部应力状态与土体属性之间的关系。
其公式如下:Pa=Ka*γ*H*H/2其中,Pa为主动土压力,Ka为活动土压力系数,γ为土体的单位体积重量,H为土体的高度。
活动土压力系数Ka是一个和土体性质有关的参数,它表示了土体的内摩擦角度和地面倾斜角度之间的关系。
常见的计算Ka的方法有查表法、试验法和根据土壤层理进行推测等。
土体被动土压力的计算公式可以使用考虑摩擦角的库尔曼公式(Coulomb's equation considering friction angle)来进行估算。
该公式如下:Pp=Kp*γ*H*H/2其中,Pp为被动土压力,Kp为被动土压力系数,γ为土体的单位体积重量,H为土体的高度。
被动土压力系数Kp是一个和土体性质有关的参数,它表示了土体与结构体之间的摩擦阻力和结构体摩擦角度之间的关系。
常见的计算Kp的方法有查表法、试验法和根据结构体材料进行推测等。
需要注意的是,土体主动和被动土压力都是一种估算值,实际情况可能会有一定的偏差。
在工程设计中,还需要考虑土体颗粒间的相互摩擦力、土体自重、结构体的变形等因素,综合考虑后确定土体主动和被动土压力的具体数值。
总之,土体主动被动土压力的概念是描述土体在受到外界荷载作用时所产生的压力,计算公式可以使用库尔曼公式来进行估算。
活动土压力系数和被动土压力系数是与土体属性有关的参数,需要根据实际情况进行计算。
挡土墙主动土压力计算公式
挡土墙主动土压力计算公式
1.土壤的重力是均匀分布的;
2.土壤的内摩擦角和墙与土壤的摩擦角没有明显差异;
3.挡土墙和土壤之间的界面摩擦是充分发展的。
根据这些假设,挡土墙主动土压力可以通过卡诺定理进行计算。
卡诺定理的基本原理是,土壤对挡土墙产生的压力可以分解为水平分量和垂直分量,其中水平分量对应于土壤壁面的水平压力,垂直分量对应于土壤壁面的垂直压力。
Pa=1/2*γ*H^2*Ka,
其中
Pa为挡土墙的主动土压力(单位为kN/m);
γ为土壤的干容重(单位为kN/m^3);
H为挡土墙的高度(单位为m);
Ka为活动土压力系数,其大小取决于土壤的内摩擦角和挡土墙的后坡角度。
活动土压力系数Ka的取值通常根据实际情况进行确定,可以通过查表或进行现场试验得到。
常见的Ka值范围在0.15到0.45之间,取决于土壤的类型和挡土墙的几何形状。
需要注意的是,挡土墙的主动土压力只是整个挡土墙稳定性计算中的一个因素,还需要考虑其他因素,如墙体的抗滑稳定性、抗倾覆稳定性和
抗底部推力等。
因此,在实际工程中,对挡土墙的设计和计算需要综合考虑各种因素的影响。
土压力计算方法范文
土压力计算方法范文土压力是指土体对其中一受力体的压力。
在土力学中,计算土压力是非常重要的,可以应用于土体力学、支护结构的设计等方面。
土压力的计算方法主要有以下几种:Coulomb土压力理论、Rankine土压力理论、扩展库仑土压力理论、排孔土压力理论等。
1. Coulomb土压力理论:Coulomb土压力理论是最早提出的土压力理论之一、该理论假设土体受力状态为塑性,土体内摩擦角为常数,无内聚力。
根据该理论,计算土压力的公式为:土压力 = (Ka - Kp) * γ * H * cos²α其中,Ka为土体内摩擦角的正切值,α为受力体与水平面的夹角,γ为土体的单位重量,H为土体的高度。
Coulomb土压力理论可以用于计算土体对静止的受力体的压力。
2. Rankine土压力理论:Rankine土压力理论是一种经验的土压力理论,也称为裂隙法。
该理论假设土体具有内聚力,根据土体的强度参数计算土压力。
根据该理论,计算土压力的公式为:土压力 = (K0 - Ke) * γ * H + 2 * Ke * γ * H * tanα其中,K0为土体侧压力系数,Ke为土体内聚力系数,γ为土体的单位重量,H为土体的高度,α为受力体与水平面的夹角。
Rankine土压力理论可以用于计算土体对正在运动中的受力体的压力。
3. 扩展库仑土压力理论:扩展库仑土压力理论是对Coulomb土压力理论的改进,考虑了土体的内聚力。
该理论主要是通过考虑土体的摩擦力和内聚力来计算土压力。
计算土压力的公式为:土压力= Ke * γ * H * cos²α其中,Ke为土体内聚力系数,γ为土体的单位重量,H为土体的高度,α为受力体与水平面的夹角。
扩展库仑土压力理论可以用于计算土体对静止和正在运动中的受力体的压力。
4.排孔土压力理论:排孔土压力理论是适用于开挖土方工程的土压力计算理论。
该理论假设开挖土方工程的土体受力状态为塑性,通过考虑排水孔的效应来计算土压力。
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一般土压力计算公式
土压力是指悬土体与支承面之间的向下的力称为土压力。
悬土体的稳定性与土压力之间有着密切的关系,在建筑物的设计中,土压力的计算是非常重要的。
本文将重点介绍一般土压力计算公式及其计算过程,以及其中存在的一些适用性问题。
一、一般土压力计算公式
一般土压力计算的一般公式为:P=(rho g h)*(D-d)/D,其中,P 为土压力,ρ为土的比重,g为重力加速度,h为悬土体的厚度,D 为支承面的厚度,d为悬土体的厚度。
二、计算过程
1.首先,需要确定土的比重、重力加速度和支承面和悬土体的厚度;
2.然后,将参数代入到计算公式中,进行计算;
3.最后,可得出土压力。
三、适用性问题
由于一般土压力计算公式只适用于简单的悬土体,因此,在复杂的悬土体结构中,一般土压力计算的精确性较低,不能准确反映土压力的情况。
为了解决这一问题,在设计悬土体时,可以采用计算机辅助方法,比如利用有限元计算技术,更准确地确定土压力状态。
综上所述,一般土压力计算公式可以有效地计算悬土体与支承面之间的土压力,但是该计算公式的适用范围有限,只能用来计算简单的悬土体结构,而且只能粗略确定土压力的大小,不能完全反映真实
的土压力状况,所以在计算复杂的悬土体结构时,应该利用计算机辅助技术,加强精确性,以达到准确计算悬土体结构的支承面与悬土体之间的土压力并及时发现问题。