第八章挡土结构物上的土压力第八章挡土结构物上的土压力土体作用在挡土结构物上的压力称为土压力。2.土压力: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。1.挡土结构物(挡土墙)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。土压力分为三大类:1.静止土压力p0当挡土墙在墙后填土压力作用下离开填土移动,土压力逐渐减小,墙后的填土达到极限平衡状态(或破坏)时,作用在墙上的土压力称为主动土压力2.主动土压力pa:主动3..被动土压力pp当挡土墙在外力作用下向填土挤压,墙后填土达到极限平衡状态,作用在墙上的土压力称为被动土压力被动ActivepressureAt-restpressurePassivepressureActivepressureAt-restpressurePassivepressurea0pppp1.如果土推墙而使挡土墙发生一定的位移,使土体达到极限平衡状态,这时作用在墙背上的土压力为。(A)静止土压力(B)被动土压力(C)主动土压力例、在其他条件相同时,悬臂式钢板桩和悬臂式钢筋混凝土地下连续墙所受基坑外侧土压力的结果为A由于连续墙的变形(位移)小,所以墙上土压力更大B由于钢板桩的变形(位移)大,所以桩上土压力更大C)由于钢材的强度高于钢筋混凝土,所以桩上土压力更大6.2静止土压力竖直向:0εεyxyxσσ0σσυσE1εzyxxz0zxσkσν1νσ水平向:土单元无侧向位移属于有侧限应变条件:根据弹性力学中广义虎克定律:00z0p=Kσ=Kγz0σγzK0静止土压力系数0K1sin00pKγz由于土的ν很难确定,K0常用经验公式计算ν1νk0砂性土)0K0.9(1sin粘性土0.4()0K1sinOCR超固结粘土静止土压力分布及总土压力1.静止土压力分布力000PKσKγzz2.静止土压力的总土压力200γHK21E作用点:3HHpApF均布力求合力Hp21Ap21F三角形分布力求合力zxy1mFHp8.3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。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1.挡土墙背面竖直2.墙背光滑3.墙后填土面水平基本原理假设45+/23=pa31=rz1θ45-/290+F13θ3=rz1=pp主动土压力:大主应力σ1为自重应力小主应力σ3为未知力被动土压力:大主应力σ1为未知力小主应力σ3为自重应力31c2fAcctg313121cot21sinc245tan2245tan231ooc245tan2245tan213ooc无粘性土:c=0粘性土:2σσ31245tan231o245tan213o例.按朗肯土压力理论计算挡土墙背面上的被动土压力时,墙背为(A)大主应力作用面(B)小主应力作用面(C)滑动面例.符合朗肯条件,挡土墙后填土发生主动破坏时,滑动面为。(A)与水平面夹角呈45+φ/2(B)与水平面夹角呈45–φ/2(C)与水平面夹角呈45°例.符合朗肯条件,挡土墙后填土发生被动破坏时,滑动面为。(A)与水平面夹角呈45+φ/2(B)与水平面夹角呈45–φ/2(C)与水平面夹角呈45°8.3.1朗肯理论主动土压力z13z1323aaσpγztg(45)γzK223aaσpγztg(45)γzK2)2(45tgK2a)2(45tgK2a无粘性土(砂土)的主动土压力分布力Ka:主动土压力系数砂土主动土压力的总土压力a2aKγH21E作用点:3H粘性土的主动土压力分布力aaapγzK2CK0aaapγzK2CKa0Kγ2Cz粘性土主动土压力的总土压力作用点:3Z-H0a0a1E(Hz)(-2cK)2aγHK23aσpγztg(45)2Ctg(45)2223aσpγztg(45)2Ctg(45)228.3.2朗肯理论被动土压力21ppσpγztg(45)γzK221ppσpγztg(45)γzK2)2(45tgK2p)2(45tgK2p无粘性土(砂土)的被动土压力分布力Kp:被动土压力系数砂土被动土压力的总土压力p2pKγH2...