水土压力计算(PPT86页)
《土压力计算理论》课件
挡土结构物的刚度决定了其对土体的约束 程度,而其位置则影响土压力的分布。
地面超载
地下水
地面上的车辆、建筑物等产生的荷载会增 加和有 效应力,从而影响土压力。
土压力计算的重要性
03
工程设计
施工安全
既有结构物的安全监测
在土木工程设计中,如挡土墙设计、深基 坑支护等,需要准确计算土压力的大小和 分布,以确保结构的安全性和稳定性。
根据土压力的大小和分布,可 以设计出合理的支护结构,确 保深基坑施工的安全。
边坡稳定性分析
01
边坡稳定性分析是确保工程安全的重要环节,土压力计算是其 中的关键部分。
02
通过土压力计算,可以评估边坡的稳定性,预测可能出现的滑
坡或坍塌,并采取相应的工程措施。
边坡稳定性分析需要考虑多种因素,如土质条件、降雨、地震
《土压力计算理论》PPT课 件
目录
• 土压力计算理论概述 • 土压力计算的基本原理 • 土压力的经典计算方法 • 土压力计算的现代方法 • 土压力计算的工程应用 • 结论与展望
01
土压力计算理论概述
土压力的概念与分类
土压力
指作用在挡土结构物背面的压力,由土 体自重和外力引起。
主动土压力
当土体受外力作用产生位移,形成一定 位移趋势时,土体对挡土结构物产生的 作用力。
考虑土的各向异性
实际土体中存在各向异性,未来研究将进一步探索土的各 向异性对土压力的影响,以及如何更准确地描述和计算土 压力。
未来研究方向与展望
完善理论体系
目前土压力计算理论仍存在一些局限性,需要进一步完善理论体系 ,提高理论的适用性和准确性。
跨学科研究
将土压力计算理论与相关学科如流体力学、地质工程等相结合,开 展跨学科研究,以更全面地理解土压力的形成和变化机制。
水土压力计算书
土压力计算书(一)1、计算工况说明DK02+001.4处埋深最高,此时隧道中线距地面101.9m,静水高度77.5m,位于中风化二长花岗岩地层,土体自稳性高。
2、计算(1)参数取值:重度:γ=24.6kN/m3隧道宽度:B t=9.13m隧道开挖高度:H t=9.13m摩擦角:φ=30o粘聚力(内聚力):c=0.5MPa围岩等级:S=IV级(2)依《公路隧道设计细则》(JTGT D70-2010),按深埋隧道考虑。
①普氏围岩坚固系数(似摩擦系数)f kp=tanφ=0.577 MPa②破裂面在水平面的投影宽度(假定H0=0)B p=H t×tan(45o-φ/2)=5.3 m③隧道平拱跨度B m=2B p+B t=19.73m④荷载等效高度h q=0.5B m/ f kp =17.1m⑤垂直均布压力q=γh q=420.6 kPa⑥水平压力e=λ(q+γH t)=tan2(45o-φ/2) (q+γH t)=214.8kPa⑦渗透系数K=0.3m/d=3.5×10-4cm/s,属中等透水体,查《水利水电工程地质勘查规范》(GB 50487-2008),取外水压力折减系数β=0.41,水压P=βγw H w=0.41×10×77.5=317.8kPa(3)依《铁路隧道设计细则》(TB 10003-2005),按深埋隧道考虑。
①围岩压力计算高度h=0.45×2S-1×[1+0.1×(B t-5)]=5.1m②垂直均布压力q=γh=125.1 kPa③水平压力e=λq=0.5q=62.6kPa (λ取大值)④水压计算见上。
土压力计算书(二)1、计算工况说明隧底位于软土地层段中在DK03+771处埋深最高,此时隧道中线距地面78.3m,静水高度56.2m。
其中填土层深3m,强风化泥质砂岩深50m,中风化泥质砂岩深25.3m2、计算(1)参数取值:重度:γ=23kN/m3隧道宽度:B t=9.13m隧道开挖高度:H t=9.13m摩擦角:φ=30o粘聚力:c=0.3MPa围岩等级:S=V级(2)依《公路隧道设计细则》(JTGT D70-2010),按深埋隧道考虑。
土压力计算
2442. CALCUL DES POUSSÉES SUR UN MUR DE SOUTÈNEMENTLe présent paragraphe concerne uniquement le principe de calcul des poussées, en partant de caractéristiques du terrain données qui peuvent, selon le type de vérification à produire [voir titres 3 et 4], être des valeurs probables, des valeurs maximales, ou des valeurs minimales.2.1,1. forces agissantesLes différentes forces qui agissent sur un mur de soutènement en dehors de la présence d’eau sont:- le poids propre G 0 du mur- le poids G 1 des terres surmontant la fondation à l’amont (remblai amont) - le poids G2 des terres surmontant la fondation à l’aval (remblai aval) - la charge d’exploitation Q sur le terre-plein à l’aplomb de la fondation - la résultante P G de la poussée des terres soutenues- la résultante P Q de la poussée due à la charge d’exploitation sur le terre-plein - la résultante P b de la butée du terrain devant le mur - la réaction R du sol sous la base du mur.Par sécurité, il est d’usage de négliger l’action de la butée (P b ) à l’avant d’un mur de soutènement. En effet, les déplacements nécessaires à la mobilisation de la butée sont importants et incompatibles avec l’esthétique et la destination future de l’ouvrage. De plus, la butée peut toujours être supprimée par des travaux de terrassement ultérieurs (pose de canalisations par exemple) comme déjà mentionné en 1.2,1, fig. 5.3. Il serait donc dangereux de la prendre en compte dans les calculs.Fig. 5.14G 2G 12452.1,2. hypothèses de calculDans la suite de ce chapitre, les méthodes d’évaluation de la poussée concernent des massifs de sols pulvérulents.En effet, toutes les théories ont été établies pour ce type de sol. Pour un sol cohérent (de cohésion C et d’angle de frottement interne ), le théorème des états correspondants permet de ramener l’étude de ce type de sol à celui d’un milieu pulvérulent soumis sur son contour à une pression hydrostatique :C x cotg formule [5.1]Mais l’expérience montre que le rôle de la cohésion, qui varie dans le temps, est mal connu et difficilement mesurable.Le fait de négliger la cohésion allant dans le sens de la sécurité, tous les calculs relatifs aux ouvrages de soutènement seront menés en considérant un sol sans cohésion.2. 1,3. principe des calculsa) La poussée unitaire (dimensions d’une pression) qui s’exerce sur un écran de poussée (cet écran peutêtre fictif ou réel, voir paragraphe 2.2.1) en un point M situé à une distance z de l’arête supérieure de l’écran est de la forme :P (M) = k a ×γ×z formule [5.2]où γ est le poids volumique des terres en arrière de l’écran.k a est le coefficient de pression active (coefficient de poussée).Ce coefficient dépend (figure 5.15) :• de l’angle β que fait le talus avec l’horizontale.• de l’angle λ d’inclinaison de l’écran sur la verticale.• de l’angle de frottement interne ϕ du terrain situé en arrière de l’écran. • de l’angle δ d’inclinaison de la poussée unitaire sur la normale à l’écran.246Cet angle δ dépend de l’état de rugosité du parement, lui-même fonction du type de coffrage utilisé pour la réalisation de l’écran. Par exemple, pour un écran vertical (λ= 00 ) on prend en général :• δ = 2/3 ϕ si le parement est parfaitement lisse (coffrage métallique ou en contreplaqué) ou dans le cas où le tassement général du mur peut être supérieur à celui du remblai.• δ = ϕ pour un parement rugueux (coffrage en planches )• δ = pour un écran fictif vertical (voir § 2.2.1).La poussée unitaire peut se décomposer en :- une composante unitaire horizontalep H(M) = p (M) × cos (λ+ δ) = k aH .γ. avec k aH = k a cos (λ+δ)formule [5.3]- une composante unitaire verticalep V(M) = p (M) × sin (λ+δ) = k aV .γ. avec k aV = k a sin (λ+δ)On peut représenter la variation de p H et de p V en fonction de la cote de profondeur du point M par deux diagrammes. Si δ est constant sur la longueur de l’écran, ces deux diagrammes se déduisent l’un de l’autre par affinité.b) La résultante P G des poussées unitaires, sur la hauteur « L » de l’écran, s’applique au tiers inférieur du parement avec l’inclinaison δ et l’intensité :P G = k a × γ ×2L 2formule [5.4]2.2 DIAGRAMES DE POUSSÉE2.2,1. mur en T avec talus incliné infini (1)(1)Dans ce qui suit, par simplification de langage, on appelle « mur en T » un mur en « T renvers é »Considérons un mur en T en béton armé défini par le schéma ci – contre (figure 5.16) retenant un sol d’angle de frottement interne limité par un talus infini, incliné de sur l’horizontale.Un déplacement dans le sens de l’expansion du remblai fait apparaître deux surfaces de glissement passant par l’arête du talon.Pour simplifier, on peut admettre que ces surfaces de glissement sont des plans dont les traces sur le plan de la figure sont les deux droites ∆ et ' .247Deux cas sont possibles :a) La droite coupe le talus au point C (figure 5.17 ). Dans ce cas, on considère que le massif AO’BC est solidaire du mur..La méthode rigoureuse consiste à calculer la poussée sur l’écran fictif BC en prenant le coefficient de poussée donné par les tables de Caquot-Kérisel (voir titre 7).L’angle d’inclinaison δ de la poussée par rapport à la normale à BC est égal à ϕ : δ = ϕ.b) La droite coupe la face interne du voile (figure 5.18). Dans ce cas, la méthode consiste à calculer, à partir des tables de Caquot-Kérisel, la poussée :- d’une part, sur le segment AC avec une inclinaison sur la normale au voile δ = 2/3ϕ ou ϕ selon l’état de rugosité du parement,- d’autre part, sur le segment CB avec un angle d’inclinaison sur la normale à ce plan égal à ϕ.248Dans les deux cas mentionnés ci-dessus, le calcul par les méthodes exposées est fastidieux. Aussi, est-il d’usage de simplifier ces schémas en considérant l’écran fictif vertical passant par l’arête du talon (figure 5.19). La masse de terre AO’BC comprise entre le parement du voile et ce plan agit uniquement par son poids.249Remarques importantes :1) La méthode qui vient d’être exposée et qui consiste à prendre en compte un écran fictif à partir des plans de glissement est utilisée pour la vérification de la stabilité externe (voir titre 3).En revanche, pour le calcul de l’état-limite de résistance interne d’un mur de soutènement (titre 4), il est d’usage de considérer que les poussées s’appliquent directement sur le parement du mur avec un angle d’inclinaison δ sur la normale choisi en fonction de la rugosité de ce parement, ou du tassement relatif possible entre le mur et les terres en amont (voir titre 2.1,3).2) Les méthodes de détermination de la poussée, en fonction de la géométrie du talus et du terre-plein derrière le mur, qui sont exposées dans la suite de ce chapitre (titres 2.2,2 à 2.2,6) sont reprises du Dossier MUR 73 du SETRA (voir [5.2] ).Elles peuvent parfois sembler un peu théoriques et sujettes à discussion.Elles ont néanmoins l’avantage de proposer des solutions simples et réalistes tenant compte de la géométrie arrière des murs. C’est pourquoi nous recommandons leur emploi dans les cas qui sont exposés ci-après.2.2,2. mur en T avec talus incliné finiCe cas est très fréquemment rencontré. Le talus, d’inclinaison sur l’horizontale, est limité par un terre-plein horizontal infini.La poussée réelle est définie par deux diagrammes de poussée :• La poussée due à un remblai horizontal infini passant par le point D’ : coefficient de poussée k ao ( =0).• La poussée due à un massif limité par un talus infini d’angle sur l’horizontale : coefficient de poussée k ao .Pour la détermination du diagramme des composantes unitaires (horizontale ou verticale) correspondant au cas du mur avec talus incliné fini , on considère que le diagramme de poussée réelle correspond au minimum des deux diagrammes représentés sur la figure 5.22. La cote du terre-plein est prise comme origine des cotes de profondeur.2502.2,3. mur en T avec une charge uniformeinfinie sur le terre-pleinLa théorie de Coulomb montre que l’effet d’une charge uniforme infinie q est le même que celui d’une épaisseur h” de sol supplémentaire.Si γ est le poids volumique du remblai, on a :h” = γq formule [5.6]On admet que la charge se diffuse dans le terrain suivant des directions faisant l’angle ϕ avec l’horizontale. Pour un mur avec talus fini on obtient ainsi la construction suivante (fig. 5.23) du diagramme de poussée.251On constate que le diagramme théorique obtenu présente un décrochement.En effet, l’influence de la poussée due à la charge q sur le terre-plein ne se fait «sentir» qu’à partir du point E’.La prise en compte de la charge q est donc fonction de la distance du bord de la charge à l’écran et de l’angle de frottement interne ϕ du terrain.2.2,4. mur en T avec une charge uniforme finie sur le terre-pleinLa construction est identique à celle du paragraphe 2.2,3 ci-dessus. L’effet de la charge d’exploitation estcompris entre les deux droites d’influence inclinées sur l’horizontale de ϕ et de 24ϕ+π2.2,5. charge uniforme localeSi la distance entre joints verticaux est suffisamment grande, la présence d’une charge uniforme locale n’est généralement pas déterminante pour la stabilité externe d’un mur de soutènement. En effet l’influence de la charge se répartit sur le parement, verticalement et horizontalement entre les joints. Le rectangle d’impact sur l’écran devenant important, la pression diminue rapidement.En revanche, le cas de murs préfabriqués constitués d’éléments de courtes largeurs sans solidarisation longitudinale requiert un examen attentif.a) Méthode de KREYLa méthode de KREY permet de déterminer le supplément de poussée exercé sur le parement par une charge uniforme locale (d’intensité p et de rectangle d’impact b x d) dont le bord le plus proche du parement est à une distance a de celui-ci.253Remarque :Cette méthode est théorique et très approximative. Elle peut être utilisée tant que la charge ne s’approche pas tropprès de l’écran (b petit devant a). Dans le cas contraire, il est conseillé pour la diffusion horizontale de faire passer les plans verticaux à 27° par l’arrière de la surface de charge. Cela revient à remplacer a par c = a + b dans la formule donnant q max .b) Cas particulier d’une charge « ponctuelle » :Ce cas est celui où la surface d’impact d’une charge (roue de véhicule par exemple) est très petite par rapport aux dimensions du mur.Par passage aux limites, la formule 5.7 devient :c) ConclusionDans les deux cas a et b ci-dessus, l’écran peut être fictif ou réel.- Si l’on étudie la stabilité externe du mur, le plan de calcul à prendre en compte est l’écran fictif vertical passant par l’arrière du talon.- Si l’on fait le calcul du voile, le diagramme de poussée qui doit être considéré est celui où l’écran est le parement du mur, ce qui est moins sévère.• A côté de la méthode de KREY qui donne des diagrammes de poussée de formes géométriques simples, il existe la méthode de SPANGLER et GERBER, mais elle est d’un emploi plus complexe que celle de KREY (voir [5.3]).2542.2,6. nappe aquifère Si le mur n’est pas drainé et maintient un niveau d’eau à l’amont, les calculs doivent tenir compte de la poussée de l’eau.Dans le cas d’une nappe aquifère de niveau constant, le diagramme des poussées unitaires à partir du niveau supérieur de la nappe est la somme de :• La poussée hydrostatique p h = e w h γ (formule 5.9) avec w γ poids volumique de l’eau.• La poussée unitaire du sol de poids volumique apparent égal au poids volumique déjaugé γ’.Remarques : Si la nappe aquifère a un niveau variable, la représentation précédente doit être adaptée en fonction des coefficients de pondération des actions. Pour un mur non drainé, la poussée de l’eau est toujours perpendiculaire à l’écran. Lorsque celui-ci est vertical, elle n’intervient donc pas dans le diagramme des composantes verticales de la poussée. Si le mur est drainé, le calcul doit tenir compte du fait : - que la nappe n’est pas complètement rabattue au droit du mur - que le rabattement de la nappe provoque dans le massif une pression de courant inclinée qui s’ajoute à la poussée des terres.2.3. EXEMPLES DE CALCUL DE DÉTERMINATION DES POUSSÉES Considérons un mur de 5 m de hauteur totale avec les données suivantes :2.3,1. Terre-plein horizontal infini non chargé2.3,2. terre-plein horizontal infini chargéSi une charge d’exploitation uniforme et infinie de 10 kN/m2est appliquée sur le terre-plein, la poussée unitaire sera augmentée en tout point de l’écran de : p = k a x q = 0,33 x 10 = 3,3 kN/m2Cette poussée a la même orientation que la précédente.2.3,3. talus incliné fini255256257Le diagramme de la composante horizontale de la poussée diffère peu du diagramme obtenu en considérant uniquement la poussée due au talus horizontal infini à partirde D’. Cela est normal si l’on considère la coupe transversale du mur et la position de l’écran BC par rapport à la tête du talus. Le diagramme de la composante verticale de la poussée obtenu suivant le même principe est nul sur la hauteur l’B’ et pratiquement négligeable entre C’ et l’ (k a V = 0,19).2.3,4. charge uniforme infinie sur le terre-pleinSon influence ne se fait sentir sur l’écran de poussée qu’à partir du point E, intersection de l’écran et de la droite inclinée sur l’horizontale d’un angle 1 égal à l’angle de frottement interne du terrain, soit 30°2582592.3,5. Nappe aquifèreConsidérons le mur étudié en 2.3, mais non drainé, avec en plus une nappe aquifère statique dont le niveau supérieur est à 2 mètres au–dessus du point B. La figure 5.37 donne la construction du diagramme des poussées unitaires. Sur les 2 m inférieurs, il faut tenir compte du poids volumique déjaugé et ajouter la poussée hydrostatique (cf. 2.2,).。
土压力计算PPT课件
a
33
墙顶点l处的主动土压力强度为:
脱由开于,σa故1为应拉求应临力界,深墙度背zo与:填土
墙底点2处主动土压力强度为
a
34
z0 1.93m
a2 18.21kpa
土压力分布图形如 图所示,主动土压 力的大小为
a
35
三、朗肯被动土压力计算
1. 无粘性土
Ea
1(H 2
z0)(HKa
2c
Ka )
12H2Ka 2cH
Ka
2c2
z0
2c Ka
a
30
粘性土的主动土压力强度分布图
de
z0
2c
H
a
z0 ka
Ea
b
c
HK a 2c Ka
H z0 3
Ea
1(H 2
z0)(HKa
2c
Ka )
12H2Ka 2a cH
Ka
2c2
31
例5-2 有一挡土墙高5m,墙背垂直光滑, 墙后填土面水平。填土的物理力学性能指标为: c=10.0kPa,φ =300, γ =18.0kN/m3。试计算 主动土压力大小及作用点位置,并绘出主动土 压力强度沿墙高的分布图。
a
32
例5-2 有一挡土墙高5m,墙背垂直光滑,墙后填土面水平。填 土的物理力学性能指标为:c=10.0kPa,φ =300, γ =18.0kN/m3。 试计算主动土压力大小及作用点位置,并绘出主动土压力强度沿墙 高的分布图。
解 因挡土墙墙背垂直光滑,墙后填土面水平, 满足朗金土压力条件,故可按下式计算土压力
土压力的 计算方法
半空间的 应力状态
朗肯土压力理论的假设: 1.挡土墙背面竖直
土压力—常见情况下土压力的计算(土力学课件)
1.填土面有连续均布荷载
h' h cos cos cos( )
墙顶土压力 墙底土压力
ea γhKa ea γ(h H )Ka
作用位置在梯形面积形心处, 法线上侧与墙背法线成 δ角
2.成层填土
第一层土顶面处 ea γhKa
第一层底面处 ea γ(h H )Ka
Ea
1 2
4 24
1 2
2 (24
30.7)
10(3 kN/m)
朗肯土压力理论的应用-作业2
作用在墙背上的水压力呈三角形分布,合力为该 分布图的面积
Ew
1 2
20
2
2(0 kN/m)
作用在墙上的总侧压力为土压力与水压力之和
E Ea Ew 103 20 12(3 kN/m)
24
临界深度
z0
2c Ka
q
210 19 0.528
15 19
0.6(6 m)
在墙底处土压力强度
a
(
H
q) tan2
45
2
2c
tan
45
2
=56.(3 kPa)
朗肯土压力理论的应用-作业4
主动土压力为土压力分布图面积,即
Ea
1 2
(7
0.66) 56.3
17(8 kN/m)
合力作用点距墙底距离为
解
在墙顶处 σa=0
在墙顶下4m处
a
z tan2
45
2
18 4
tan
45
30 2
24
在墙顶下6m处
a
(
h1
' h2 ) tan2
《水土压力计算》课件
水土压力计算方法
1
垂直水平面计算方法
2
根据土壤垂直水平面的形状和特性进行压力
计算。
3
抗滑稳定系数计算方法
4
通过计算土壤的抗滑稳定系数来评估土壤的 稳定性。
底部水平面计算方法
根据土壤底部水平面的形状和特性进行压力 计算。
《水土压力计算》PPT课 件
水土压力计算是一个重要的领域,本课程将介绍水土压力计算的背景、方法 和实例分析。快来一起学习吧!
背景介绍
什么是水土压力?
水土压力是指土壤受到水的作用时所产生的压力。
为什么要进行水土压力计算?
水土压力计算可以帮助工程设计人员评估土壤的稳定性和安全性。
常见的水土压力计算方法
结论
水土压力计算的重要性
水土压力计算是确保工程安全 和可持续发展的关键步骤。
合理选择计算方法的建议
根据工程需求和土壤特性,选 择适合的计算方法进行水土压 力计算。
推广和应用前景展望
推广水土压力计算方法的应用, 有助于改善工程质量和环境保 状和特性进行压力 计算。
实例分析
水土压力计算实例1
以某工程项目为例,演示水土 压力计算的具体步骤和结果。
水土压力计算实例2
通过另一个工程案例,展示不 同计算方法的应用和比较。
现场应用实例
介绍一个真实的现场应用实例, 让学员了解水土压力计算在实 际工程中的应用。
土压力及边坡稳定幻灯片
第六章 土压力、地基承载力与土坡稳定
第八节 挡土墙的设计
一、挡土墙类型选择 (一)重力式挡土墙(学习重点); (二)悬臂式挡土墙; (三)扶壁式挡土墙; (四)锚定板及锚杆式挡土墙; (五)其它型式的挡土墙结构。
第六章 土压力、地基承载力与土坡稳定
第十节 边坡稳定
第六章 土压力、地基承载力与土坡稳定
第五节 地基的极限承载力
一、地基极限承载力的假定 假定地基发生整体剪切破坏
二、求解地基极限承载力的途径及公式 1、根据土的极限平衡条件加边界条件求解; 2、通过试验,简化滑动面的计算模型,通过 滑动面上的静力平衡条件求解。 具体有Prandtl滑动模型和hill滑动模型。
第四节 库仑土压力理论
一、基本原理 1、假定:1)墙后填土是均匀的散粒体;
2)滑动面为通过墙踵的平面。
2、受力分析
重力G; 反力R; 墙背反力E。
当楔体下滑时,反力R; 墙背反力E位于各自法线的下 侧,此时求得的墙背反力E为 主动土压力E a;
当楔体沿破裂面向上滑动 时,反力R;墙背反力E位于各 自法线的上侧,此时求得的墙 背反力E为被动土压力E p。
第六章 土压力、地基承载力与土坡稳定
第七节 特殊情况下的土压力计算
三、墙后填土有 地下水
注意: 1)总侧压力=土 压力+水压力。
2)水位以下土 取浮重度。
第六章 土压力、地基承载力与土坡稳定
第八节 挡土墙的设计
什么是挡土墙?
第六章 土压力、地基承载力与土坡稳定
第八节 挡土墙的设计
挡土墙设计内容:
第七章-土压力计算新书PPT课件
内支撑基坑
板桩墙与土层锚杆
加筋挡土墙
Edit by zhaoxiushao
§6.1 概述
柔性支护结构
锚杆 板桩
板桩变形
板桩上土压力 实测 计算
变形
土压力分布
基坑支撑上的土压力
Edit by zhaoxiushao
概述
Edit by zhaoxiushao
概述
Edit by zhaoxiushao
静止土压力沿挡土墙高度呈三角形分布。
Edit by zhaoxiushao
静止土压力系数K0的确定:
(1)理论上
K0
μ 1 μ
(2)实际可由三轴仪等试验或原位试验测得
(3)可用经验公式估算:
砂性土:K0=1-sin; 粘性土:K0=0.95-sin。
超固结粘性土:
K0=(OCR)m (1-sin)
Edit by zhaoxiushao
例7-1 挡土墙后作用无限均布荷载q,土的物理力学指标为 =18kN/m3, sat=19kN/m3, c=0, =30。 计算:静止土压力分布值及合力E0
Edit by zhaoxiushao
[解] 静止土压力系数为
K0=1-sin=1-sin30=0.5
概述
Edit by zhaoxiushao
概述
Edit by zhaoxiushao
几种加筋挡土墙
Edit by zhaoxiushao
•7-1 概 述
本章要讨论的中心问题
刚性挡土墙上的土压力性质及土压力计 算,包括土压力的大小、方向、分布及 合力作用点。
Edit by zhaoxiushao
土压力:
土压力PPT课件
pa
ztan2452ctan45
2
2
pa zKa 2c Ka
粘性土主动土压力有两部分组成: (1)由自重引起的土压力; (2)由粘聚力引起的负侧压力。
2c K a
z0
σ z= γz
a
σx
σx
Ea
主
Ea
动
σz
H /3
b
(H -z0)/3
区
γH K a
c
γH K a
(a)
(b)
(c)
方向:垂直于墙背。
深基坑支护结构刚性挡土墙预应力刚性加筋扶壁圬工以砖石或者混凝土为主要材料建造的构造物称为圬工结构柔性支护结构板桩变形基坑支撑上的土压力变形土压力分布板桩上土压力实测计算支撑包括横板立柱上海市外环过江隧道基坑支临时支撑无法打锚杆相邻建筑物的基础较深有地下管概述锚杆式挡土墙墙高h27m铁路路基其他结构形式4112土压力土压力是由土体自重或作用在土体上的外力一起对结构物所产生的侧向压力
c
0 pa
K 0γz γz
B
σ3
pp
A
σ3=K0 σ1
σ
σ1
σ
无粘性土: 当土体达到主动极限平衡状态时,有
主动土压力
3
1
tan245
2
自重应力
3 pa
1 z
pa zta2n45 2zK a
主动土压力系数
Ka
tan245
2
主动土压力 方向:垂直于墙背 分布:沿墙高呈三角形分布
2c K a
σ z= γz
4.锚杆式挡土墙
锚杆式挡土墙由预制的钢筋混凝土立柱、挡土板构成墙面,与 水平或倾斜的钢锚杆联合组成。锚杆的一端与立柱连接,另一端被 锚固在山坡深处的稳定岩层或土层中,墙后侧压力由挡土板传给立 柱,由锚杆与岩体之间的锚固力,即锚杆的抗拔力,使墙获得稳定。
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土
天 然
结
斜 坡
构
Rigid wall
填 土
堤岸挡土墙
E
E
物
及
其
土 压
填土 E
地下室侧墙
拱桥桥台
E
力
概述
一 挡土结构物(挡土墙)
支
用来支撑天然或人工斜坡
撑 天
然
不致坍塌以保持土体稳定 斜 坡
E
性,或使部分侧向荷载传
递分散到填土上的一种结
构物。
拱桥桥
E
台
概述
挡土结构物上的土压力
古月堂西侧的挡土墙
由于土体自重、土上荷 载或结构物的侧向挤压 作用,挡土结构物所承 受的来自墙后填土的侧 向压力。
2. 主动土压力
土压力E
Ep
墙体外移, 土压力逐渐减小, 当土体破坏,达到极 限平衡状态时所对应
+ 的土压力(最小)
H
E0
-
Ea =
E
H
H
1~5%
1~5%o
§1 概述-土压力类型
支撑土坡的
3. 被动土压力挡土墙
土压力E 填土
E Ep
-
墙体内移, 填土 堤岸挡土土压墙 力逐渐增大,E
当土体破坏, 达到极限平衡状态 时所对应的土压力
滑裂面方向:与水平夹角45-f/2
§2 朗肯土压力理论
(一) 填土为砂土
概述
挡土墙类型(按刚度及位移方式): 刚性挡土墙 柔性挡土墙
锚杆 板桩
板桩变形
§1 挡土墙类型
刚性挡土墙
扶壁
L型
T型 刚性加筋 预应力
圬 工 式
挡土墙形式-刚性挡土墙
古月堂西侧的挡土墙-浆砌块石
挡土墙形式-刚性挡土墙
挡土墙形式-刚性挡土墙
护坡桩形成的挡土结构
挡土墙形式-刚性挡土墙
土工格栅加筋建成5~6.5m高 的加筋挡土墙
岩石
2.主动土压力
(Active earth pressure)
1.静止土压力
(Earth pressure at rest)
3.被动土压力
(Passive earth pressure)
§1 概述-土压力类型
墙体位移对土压力的影响
1.墙体位移的方向和相对位移量决定着 所产生的土压力的性质和土压力的大 小。
混凝土墙
土工织物反滤 砂砾石料
排水孔
排水管
第一章
挡土墙上的土压力
Earth pressure on retaining wall
土
土压力
Earth pressure
土压力
Earth pressure
挡土墙 Retaining wall
第一章 挡土结构物上的土压力
§1 土压力 §2 朗肯(Rankine)土压力理论 §3 库仑(Coulomb)土压力理论 §4 几种常见主动土压力计算
半无限土体内各点的应力从弹性平 衡状态发展为极限平衡状态的条件
半无限土体
sv z
sh
45o+/2 90o-
主动极限平衡状态
Pa K0sv
sv s
朗肯土压力理论
s1 s3
45-f/2
被动极限平衡应力状态
K0sv sv=gz
s1f s
Pp
§2 朗肯土压力理论
朗肯土压力理论基本条件和假定
条件
墙背光滑 墙背垂直 填土表面水平
主动土压力系数 Ka= tg2(45-f/2 )
土压力直线分布
合力 Ea=1/2 Ka gH2 (kN/m)
H
作用点:底部以上1/3H处
H/3
滑裂面方向:与水平夹角45+f/2
g H Ka
§2 朗肯土压力理论
(一) 填土为砂土 pa= tg2(45-f/2 )gz (kN/m2)
1.主动土压力
主动土压力系数 Ka= tg2(45-f/2 )
本章要讨论的中心问题
刚性挡土墙上的土压力性质及土压力 计算,包括土压力的大小、方向、分 布及合力作用点。
二 挡土墙上的土压力的影响因素
1. 土的性质 2. 挡土墙的移动方向 3. 墙和土的相对位移量 4. 土体与墙之间的摩擦 5. 挡土墙类型
§1 概述-土压力类型
(一) 墙体位移和土压力性质
拱桥桥台
作业:6-4,6-5坦墙
库仑
CW. A.J..MC. oRuanlokimneb 18(2107-138672-1S8co0t6la)nd
概述
➢ §1 概述
➢ 什么是挡土结构物 Retaining structure
➢ 什么是土压力
Earth pressure
➢ 影响土压力的因素
甲所背面
概述
挡
支 撑
pa=Kagz
H
H/3
45+/2
g H Ka
主动土压力分布 墙后破裂面形状
§2 朗肯土压力理论
(一) 填土为砂土
2.被动土压力
s
sv
Pp
pp=sh=tg2(45+f/2 )gz (kN/m2)
Kp= tg2(45+f/2 )
直线分布
总被动土压力 Ep=1/2 Kp gH2 (kN/m)
作用点:底部以上1/3H处
假设
墙后各点均处于极限平衡状态
§2 朗肯土压力理论
二.墙背光滑垂直、墙土表面水平的土压力计算
(一).填土为砂土
由于墙背光滑垂直(没有 剪应力),墙背相当于一个半 无限土体中的对称线,墙后为 半无限土体的一半。
§2 朗肯土压力理论
(一) 填土为砂土
1.主动土压力
sv s
pa=sh=tg2(45-f/2 )gz (kN/m2) Pa K0sv
(最大)
填土
-
填土
地下室E0
E
Ea地下室侧墙= 拱桥桥台
E
HБайду номын сангаас
H
1~5%
1~5%o
§1 概述-土压力类型
(二) 静止土压力计算
可按土体处于侧限条件下的弹性平衡状态进行 计算。
sv
z
sh
sh
sv
Z
静止土压力系数K0
对于侧限应力状态:
p0=sh =K0sv =u/(1-u)sv = u/(1-u)gz
挡土墙形式-刚性挡土墙
挡土墙形式-刚性挡土墙
加筋土挡墙
§6.1 概述-柔性支护结构
柔性支护结构
锚杆
锚杆
板桩
板桩
板桩变形
板桩上土压力 实测
计算
变形
土压力分布
基坑支撑上的土压力
§6.1 概述-地下建筑物
地下建筑物
B
新填土
外内 土土 柱柱
等沉面
沟埋式
上埋式
发生在土体内部或者与土相邻的结构物上的压
力竖向土压力
2. 三种特定情况下的土压力,即静止土 压力、主动土压力和被动土压力。
3. 挡土墙所受土压力的大小并不是一个 常数,而是随位移量的变化而变化。
§1 概述-土压力类型
1. 静止土压力
+ -
土压力E
Ep
H
填土 E
=/H=0 地下室 E=E0
地下室侧墙
-
H
1~5%
E0
Ea
=
H
1~5%o
§1 概述-土压力类型
sv
z
sh
sh
sv
K0=n/(1-n)
由于土的泊松比n 很难确定,K0常用经验
公式计算,对于砂土、正常固结粘土:
K0 ≈1-sinf’
小结
挡土墙
土压力
土压力性质 影响因素
如何计算主动和被动 土压力?
静止土压力计算
§2 朗肯(Rankine)土压力理论
一.半无限土体中极限平衡应力状态和朗肯土压力