土层地下结构水、土压力的计算VIP专享VIP免费

第一节 经典土压力理论 浅埋地下结构的竖向土压力计算：土柱理论，即竖向土压力即为结构顶盖上整个土柱的全部重量。 侧向土压力计算的经典理论的主要依据：库伦(Coulomb)理论和朗肯〔Rankine)理论。计算静止土压力计算一般采用弹性理论，它也可以称为经典理论。 1 .1 静止土压力 zKpγ00 = （1-1） zcγσ = （1-2） μμ−= 10K （1-3） 02021KhEγ= （1-4） 图1.1 静止土压力计算图式 式中 γ -土的重度；z -由地表面算起至M 点的深度；-静止土压力系数；0Kμ -土的泊松比，其值通常由试验来确定；合力作用点位于距墙踵h/3 处。 0E图1.2 库伦土压力计算图式 1 .2 库伦土压力理论 aaKhE221γ= （1-5） ppKhE221 γ= （1-6） 2222])sin()sin()sin()sin(1)[(sinsin)(sinδαβαδϕβϕδααϕα−++−+−+=aK (1-7) 2222])sin()sin()sin()sin(1)[(sinsin)(sinδαβαδϕβϕδααϕα++++−+−=pK (1-8) 粘性土中等效内摩擦角换算有多种, （1）根据土的抗剪强度相等的原则进行换算为： )(hctgarctgDγϕϕ+= (1-9) 还有其他换算方式： （2） 借助朗肯土压力理论进行换算，按朗肯理论同时考虑c、ϕ 值得到的土压力值要和已换算成等效内摩擦角Dϕ 后得到的土压力值相等，推算得到等效内摩擦角Dϕ 。 （3 ）采用《建筑地基基础设计规范》计算。 1 .3 朗肯土压力理论 图 1 .3 朗肯极限平衡状态 zzγσ= （1 -1 0 ） zKxγσ0= （1 -1 1 ） aaaKczKp2−= γ （1 -1 2 ） PPPKczKp2+= γ （1 -1 3 ） 式中：)24 5(2ϕ−= tgKa，)24 5(2ϕ+= tgKp γγ222221cKchKhEaaa+−= （1 -1 4 ） 第二节 地下结构的土层压力 2 .1 浅埋地下结构的竖向土层压力 在软土地层中当地下结构物采用明挖法施工，埋置深度较浅(顶盖离地表面距离较近时)，称为浅埋地下结构。 作用于浅埋地下结构物顶盖上的竖向土压力值分2 种情况计算： 图 2-1 土柱理论 图 2-2 修正的土柱理论 （1）一般情况下，采用土柱理论计算。即竖向土层压力随埋深成正比例增加，它等于顶盖上土柱的全部重量，如图 2-1 所示。由式(2-1)计算: Hqγ= （2-1） （2）采用的修正土柱理论计算 当埋深相对于跨度增加到一定程度，且土层较硬时，工程经验和试验表明，结构上的竖向土压力比按土柱理论计算的结果为小，从面产生了考虑土柱两侧摩擦力和粘聚力的修正土柱理论，如图 2-2 所示...