土力学第6章

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
上海市外 环过江隧 道岸埋段 基坑支撑
内支撑
无法打锚杆，相邻建筑 物的基础较深,地下管 线
3.土压力的影响因素
1)土的性质，地下水情况 2)挡土墙的移动方向 3)挡土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
6.2 作用在挡土墙上的土压力
2.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。
填土表面下任意深度z处的静止土压力：
0 cx K0z
式中 ：K0为静止土压力系数。 对于无粘性土以及正常固结土 有：
K0 1 sin '
总的静止土压力E0
E0
1 H
2
2K0
单位：KN/m
静止土压力的应用
1、地下室外墙 通常地下室外墙，都有内隔墙支挡，墙位移与转角为零，按静 止土压力计算。 2、岩基上的挡土墙 挡土墙与岩石地基牢固联结，墙不可能位移与转动，按静止土 压力计算。 3、拱座 拱座不允许产生位移，故亦按静止土压力计算。 此外，水闸、船闸的边墙，因与闸底板连成整体，边墙位移可 忽略不计，也都按静止土压力计算。
第6章 土压力与土坡稳定
6.1 概述 6.2 挡土墙上土压力 6.3 朗金（Raukine)土压力理论 6.4 库仑(Coulomb)土压力理论 6.5 挡土墙的稳定性验算 6.6 土坡的稳定性分析
§6.1 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 ➢挡土结构物类型对土压力分布的影响
当墙向前位移达到－Δ值时，土体中产生滑裂面，同时在此滑裂面上
产生抗剪强度全部发挥，此时墙后土体达到主动极限平衡状态，墙背
上作用的土压力减至最小。因土体主动推墙填，土称之为主地动下土室压力，以
Ea表示，
E
地下室侧墙
对于墙后填土为密砂时，－Δ＝0.5%H； 墙后填土为密实粘性土时，－Δ＝（1～2）%H，即产生主动土压力
※墙体位移对土压力的影响
１)挡土墙所受土压力的类型，首先取 决于墙体是否发生位移以及位移的 方向。根据位移情况和墙后土体和 所处的应力状态，即静止土压力、 主动土压力和被动土压力。
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。
1)静止土压力
挡土墙在土压力作用下墙处于静止不动的状态即位移为零时，
2、挡土墙的类型 ⑴挡土墙按结构型式分类 ⑤加筋土挡土墙
2、挡土墙的类型 ⑴挡土墙按结构型式分类 ⑥其它型式的挡土墙
挡土墙类型（按刚度及位移方式）: 刚性挡土墙 柔性挡土墙
刚性挡土墙
扶 壁
L型
T型 刚性加筋 预应力
圬 工 式
混凝土挡土墙及复合排水管
完工
完工
柔性支护结构
锚杆 板桩
板桩变形
在影响土压力的诸多因素中,墙体位移条件 是最主要的因素。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。
6.2.1 土压力的类型
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)
3)被动土压力
填土
填土
地下室
E 若土挡受土墙墙的在挤巨 压大，的使外作力用作在用墙下 背，上向的后土移压动力地推增下向大室填。侧土当墙，挡则土填墙
拱桥桥台
E
向填土方向的位移量达到＋Δ时，墙后土体即将被挤出产
生滑裂面，在此滑裂面上的抗剪强度全部发挥，墙后土体
达到被动极限平衡状态，墙背上作用的土压力增至最大。
挡 土
支支撑撑土土坡坡的的 挡挡土土墙墙
填填土土
结
EE
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堤堤岸岸挡挡土土墙墙
构
物
Rigid wall
及
其
土 填填土土 压 EE
地地下下室室
地地下下室室侧侧墙墙
拱拱桥桥桥台台
力
填填土土
EE
填填土土
EE
1.挡土结构物（挡土墙）
用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳 定性，或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构 物。
三种土压力的大小比较
土压力 E Ep
D D
H D D
E0
H
+_
D H
Ea
d
+-
D H
~%
~ %0
其它条件相同时：Ep>E0>Ea
6.2.2 影响土压力的因素
1、挡土墙的移位 挡土墙的位移（或转动）方向和位移大小，是影响土压力大小 的最主要因素。 2、挡土墙形状 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，都关系采用何种土压力计算理论公式和计算结果。 3、填土的性质 挡土墙后填土的性质包括：填土松密程度即重度γ、干湿程度 即含水量w、土的强度指标内摩擦角ф和粘聚力c的大小，以及填土 表面的形状（水平、上斜、下斜）等，也都影响土压力的大小。 4、挡土墙的建筑材料 如挡土墙的材料采用素混凝土和钢筋混凝土，可认为墙的表面 光滑，不计入摩擦力；若为砌石挡土墙，就必须计入摩擦力，因而 土压力的大小和方向都不相同。
墙后土体处于弹性平衡状态，此时支墙撑所土坡受的的土压力称为静止土
压力，用E0表示
挡土墙
填
填土
当d =D/H=E 0 时 堤岸挡土墙
（如地下室）
填土
地下室
E 地下室侧墙
拱桥桥台
2)主动土压力
支撑土坡的 挡土墙
填土
E
堤
当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。土体下方阻止移动的强度发挥，使作用在墙背上的土压力减小。
2.挡土结构物上的土压力
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的土体侧向压力。
挡土墙的类型 ⑴挡土墙按结构型式分类 ①重力式；
§5.1.1概 挡述土墙的用途与类型
2、挡土墙的类型 ⑴挡土墙按结构型式分类
②悬臂式； ③扶壁式；
2、挡土墙的类型
⑴挡土墙按结构型式分类 ④锚杆式；
因是土体被动地被墙推移，称之为被动土压力，以Ep表示
由试验研究可知：产生Ep墙体向前位移+Δ的大小 对于墙后填土为密砂时，+Δ＝5%H； 墙后填土为密实粘性土时，+Δ＝0.1H（H为挡土墙高 度），才会产生被动土压力。
通常此位移值很大，例如，挡土墙高H＝10m，填土为粉 质粘土，则位移+Δ＝1.0m才能产生被动土压力，这1.0m 的位移时往往为工程结构所不允许。因此，一般情况下， 只能利用被动土压力的一部分。