土力学与基础工程6-挡土墙设计VIP免费

第六章土压力和土坡稳定•§6.1概述•§6.2朗肯土压力理论•§6.3库仑土压力理论•§6.4挡土墙设计•§6.5土坡和地基稳定分析•土压力理论最初分别由C．A．库伦库伦((CoulombCoulomb))和W.J.M.朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)提出，其目的主要解决与工程建设有关问题。•l773年，法国的C.A.库伦(Coulomb)根据试验创立了著名的砂土抗剪强度公式，提出了计算挡土墙土压力计算的滑楔理论。CharlesAugustindeCoulomb(1736-1806)土压力理论WilliamJohnMaquornRankine(1820-1872)90余年后，1869年，英国的W.J.M.朗肯朗肯((RankineRankine))又从另一途径提出了挡土墙土压力理论。这些古典的理论和方法，直到今天。仍不失其理论和实用的价值，在工程设计中广泛应用。土压力理论挡土墙挡土墙是指为保持墙的两侧地面有一定高差而设计的构筑物，以防止土体坍塌。在房屋建筑、水利、铁路以及桥梁工程中得到广泛应用。挡土墙的类型(a)支撑土坡的挡土墙(b)堤岸挡土墙(c)地下室侧墙(d)拱桥桥台§6.1土压力概述路堤挡土墙新建公路边坡挡土墙地下室侧墙桥台挡土墙基坑支护挡土墙驳岸挡土墙互嵌式景观挡土墙自嵌式景观挡土墙绿化加筋挡土墙锚索桩板墙处治岩石边坡喷射植生混凝土防护岩石边坡喷射植生混凝土防护喷锚支护挂网上海路抗滑桩工程§6.1土压力概述土压力——挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力E填土面码头桥台E隧道侧墙EE挡土墙目的——支挡墙后土体，防止产生坍滑墙顶墙底墙趾墙面墙背墙锺重力式挡土墙•一、土压力类型被动土压力主动土压力静止土压力土压力1.静止土压力挡土墙在压力作用下不发生任何变形和位移，墙后填土处于弹性平衡状态时，作用在挡土墙背的土压力Eo2.主动土压力在土压力作用下，挡土墙离开土体向前位移至一定数值，墙后土体达到主动极限平衡状态时，作用在墙背的土压力滑裂面Ea3.被动土压力Ep滑裂面在外力作用下，挡土墙推挤土体向后位移至一定数值，墙后土体达到被动极限平衡状态时，作用在墙上的土压力△p1~5%4.三种土压力之间的关系-△+△+△-△EoEaEoEp对同一挡土墙，在填土的物理力学性质相同的条件下有以下规律：1.Ea＜Eo＜＜Ep2.△p＞＞△a△a1~5‰ooKhE221•二、静止土压力计算K0hhzK0zzh/3静止土压力系数zKpoo静止土压力强度静止土压力分布土压力作用点三角形分布作用点距墙底h/3fzK0zf=c+tan§6.2朗肯土压力理论•一、朗肯土压力基本理论1.挡土墙背垂直、光滑2.填土表面水平3.墙体为刚性体f=0理论出发点：半无限大土体中一点的极限平衡状态σz=zσx＝K0zzpa＝Kazpp＝Kpz增加减小fzK0zf=c+tan伸展压缩45o-/245o＋/2papp土体处于弹性平衡状态主动极限平衡状态被动极限平衡状态水平方向均匀压缩主动朗肯状态被动朗肯状态水平方向均匀伸展•二、主动土压力45o＋/2hz(σ1)pa(σ3)极限平衡条件2452245213ooctgtg朗肯主动土压力系数aaaKczKp2朗肯主动土压力强度zh/3EahKa•讨论：当c=0,无粘性土aaaKczKp2朗肯主动土压力强度aazKph1.无粘性土主动土压力强度与z成正比，沿墙高呈三角形分布2.合力大小为分布图形的面积，即三角形面积3.合力作用点在三角形形心，即作用在离墙底h/3处aKh2)2/1(2c√KaEa(h-z0)/3当c＞0,粘性土h说明：负侧压力是一种拉力，由于土与结构之间抗拉强度很低，受拉极易开裂，在计算中不考虑负侧压力深度为临界深度z0020aaaKcKzp)K/(cza201.粘性土主动土压力强度存在负侧压力区（计算中不考虑）2.合力大小为分布图形的面积（不计负侧压力部分）3.合力作用点在三角形形心，即作用在离墙底(h-z0)/3处220/)KchK)(zh(EaaaaaaKczKp2z0hKa-2c√Ka1.土的自重引起的土压力zKa2.粘聚力c引起的负侧压力2c√Ka•三、被动土压力极限平衡条件2452245231＋＋＋ooctgtg朗肯被动土压力系数pppKczKp2朗肯被动土压力强度z(σ3)pp(σ1)45o－/2hz•讨论：当c=0,无粘性土pppKczKp2朗肯被动土压力强度ppz...