09第七章挡土墙上的土压力

Ep 。
填土
-
填土
地下室E0
E
Ea地下室侧墙= 拱桥桥台
E
H
H
1~5%
1~5%o
三种土压力在数量上的关系 Ep
土压力E
Ea<Eo<<Ep δa <<δp
-Δ H
E o Ea
δ= Δ H
1~5%
1~5%o
§7.1 概述-土压力类型
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。
混凝 土墙
排水 孔
土工织物 反滤
排水 管
§7.1 概述-土压力类型
四、墙体位移和土压力性质
拱桥桥台
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
本章要讨论的中心问题 刚性挡土墙上土压力性质及土压力计算: 土压力的大小、方向、分布及合力作用点。
H
H
1~5%
1~5%o
E
§7.1 概述-土压力类型
支撑土坡的
3. 被动土压力挡土墙
填土
土压力E 填土在外力墙作体用内下移，，挡土
E
E E墙的到p发位极生移限土当挤，平压土堤向墙衡岸力体后状土挡逐破土填 态体墙渐坏土方，达向此增，大，
-
时墙背达上到的极土限压平力称衡状态
为被动时土所压对力应，的记为土压力最大
护坡桩形成的挡土结构
§7.1 概述 挡土墙形式-刚性挡土墙
混凝土挡土墙及复合排水管 完工 完工
§7.1 概述
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
§7.1 概述 挡土墙形式-刚性挡土墙
§7.1 概述 挡土墙形式-刚性挡土墙
加筋土挡墙
§7.1 概述 挡土墙形式-刚性挡土墙
c
s
0 pa K0sv
sv = γ z
sg p ahz2 t(4 g o 5 2 ) 2 c t( g 4o 5 2 )
令:
Ka
tg2(45o
) 2
或:
mtg(45o )
2
pagzKa2c Ka pagzm22cm
§7.2 朗肯土压力理论
二. 主动土压力
2c Ka
pagzKa2c Ka
z0
γ
H
一 、挡土结构物(挡土墙)
支
用来支撑天然或人工斜坡不
撑 天
然
致坍塌以保持土体稳定性，
斜 坡
E
或使部分侧向荷载传递分散
到填土上的一种结构物。
拱桥
E
桥台
为防止土体坍塌而修建的挡土结构。
§7.1 概述
二、挡土结构物上的土压力 古月堂西侧的挡土墙
挡土墙的存在限制了土体的 移动，对墙后土体来讲，是 一个约束，因而墙后土体对 挡土墙的墙背要产生一个约 束反力：
上海市外环过 江隧道岸埋段 基坑支撑
§7.1 概述 柔性支护结构
柔性支护结构
锚杆 板桩
板桩
锚杆
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
§7.1 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
本章要讨论的中心问题 刚性挡土墙上土压力性质及土压力计算: 土压力的大小、方向、分布及合力作用点。
主动极限平衡状态
Pa
K0sv
sv s
§7.2 朗肯土压力理论
s1 s3
45-φ/2
被动极限平衡应力状态
K0sv sv=gz
s1f s
pp
§7.2 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
假设 墙后各点均处于极限平衡状态
§7.2 朗肯土压力理论
二.主动土压力
H
1~5%o
§7.1 概述-土压力类型
2. 主动土压力
土压力E
在土压力作用下，挡 土墙发生离开土体方 向的位移，墙后填土 达到极限平衡状态， 此时墙背上的土压力 称为主动土压力，记 为Ea 。
墙体外移， 土压力逐渐减小， Ep 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 =
3.三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。
三种土压力
§7.1 概述-土压力类型
1. 静止土压力
+ -
H
墙土间无位移，土墙压后力E
填土处于弹性平衡状
Ep
态，此时墙背上的土
压力称为静止土压力，
=记/为HE=o0。
地下室 E=E0
填土 E
地下室侧墙
-
H
1~5%
E0
Ea
=
被动土压力
主动土压力
五 、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
§7.1 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。
2.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。
土压力
§7.1 概述
三、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
§7.1 概述
刚性挡土墙
扶壁
L型
T型 刚性加筋 预应力
圬 工 式
§7.1 概述 挡土墙形式-刚性挡土墙
古月堂西侧的挡土墙－浆砌块石
§7.1 概述 挡土墙形式-刚性挡土墙
§7.1 概述 挡土墙形式-刚性挡土墙
§7.1 概述
➢ §7.1 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
§7.1 概述
支
源自文库
撑
天
挡 土
然 斜 坡
结
E
堤岸挡土墙
填 土
E
构
物
及
其
土
压 力
填土 E
地下室侧墙
拱桥桥台
Rigid wall
E
§7.1 概述
Kog H2
H /3
po KogH
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
静止土压力计算 土压力？
§7.2 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
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－
Ea
(H-z0)/3
主 动 区
45o+/2
主动土压
g 力分布图 gHKa2c Ka pa zoKa2c Ka0
g g E E aa 1 2 1 2 (gH H 2K K a a 2 2 c cH K a )K (H a z 2 o)c2
sv
z
sh
sh
sv
Z
§7.1 概述-土压力类型
静止土压力
对于侧限应力状态：
p0=sh =K0sv =u/(1-u)sv = u/(1-u)g z
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’
sv
z
sh
sh
填土面
sv
Eo
1 2