第七章挡土墙上的土压力PPT文件格式下载.ppt
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用来支撑天然或人工斜坡不用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定性,致坍塌以保持土体稳定性,或使部分侧向荷载传递分散或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。
到填土上的一种结构物。
7.1概述概述古月堂西侧的挡土墙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:
土压力二、挡土结构物上的土压力二、挡土结构物上的土压力7.1概述概述三、挡土墙类型三、挡土墙类型(按刚度及位移方式按刚度及位移方式):
):
l刚性挡土墙刚性挡土墙l柔性挡土墙柔性挡土墙锚杆锚杆板桩板桩板桩板桩变形变形7.1概述概述刚性刚性挡土墙挡土墙T型型预应力预应力刚性加筋刚性加筋圬圬工工式式L型型扶壁扶壁7.1概述概述古月堂西侧的挡土墙浆砌块石古月堂西侧的挡土墙浆砌块石挡土墙形式挡土墙形式-刚性挡土墙刚性挡土墙7.1概述概述挡土墙形式挡土墙形式-刚性挡土墙刚性挡土墙7.1概述概述护坡桩形成的挡土结构挡土墙形式挡土墙形式-刚性挡土墙刚性挡土墙7.1概述概述混凝土挡土墙及复合排水管完工完工挡土墙形式挡土墙形式-刚性挡土墙刚性挡土墙7.1概述概述土工格栅加筋建成土工格栅加筋建成56.5m高高的加筋挡土墙的加筋挡土墙挡土墙形式挡土墙形式-刚性挡土墙刚性挡土墙7.1概述概述挡土墙形式挡土墙形式-刚性挡土墙刚性挡土墙7.1概述概述加筋土挡墙加筋土挡墙挡土墙形式挡土墙形式-刚性挡土墙刚性挡土墙7.1概述概述上海市外环过上海市外环过江隧道岸埋段江隧道岸埋段基坑支撑基坑支撑挡土墙形式挡土墙形式-刚性挡土墙刚性挡土墙7.1概述概述柔性支护结构柔性支护结构柔性支护结构柔性支护结构锚杆锚杆板桩板桩板桩板桩变形变形板桩板桩上土压力上土压力实测实测计算计算板桩板桩锚杆锚杆基坑支撑上的土压力基坑支撑上的土压力变形变形土压力分布土压力分布7.1概述概述地下建筑物地下建筑物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新填土新填土B外外土土柱柱内内土土柱柱等沉面等沉面沟埋式沟埋式上埋上埋式式7.1概述概述-地下建筑物地下建筑物本章要讨论的中心问题本章要讨论的中心问题刚性挡土墙刚性挡土墙上土压力性质及土压力计算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。
排水排水管管排水排水孔孔混凝混凝土墙土墙土工织物土工织物反滤反滤3.被动土压力被动土压力Passiveearthpressure四、墙体位移和土压力性质四、墙体位移和土压力性质7.1概述概述-土压力类型土压力类型1.静止土压力静止土压力Earthpressureatrest2.主动土压力主动土压力Activeearthpressure岩石拱桥桥台本章要讨论的中心问题本章要讨论的中心问题刚性挡土墙刚性挡土墙上土压力性质及土压力计算上土压力性质及土压力计算:
被动土压力被动土压力主动土压力主动土压力五五、挡土墙上的土压力的影响因素、挡土墙上的土压力的影响因素1.土的性质土的性质2.挡土墙的移动方向挡土墙的移动方向3.墙和土的相对位移量墙和土的相对位移量4.土体与墙之间的摩擦土体与墙之间的摩擦5.挡土墙类型挡土墙类型墙体位移对土压力的影响墙体位移对土压力的影响1墙体位移的方向墙体位移的方向和相对位移量决定着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所产生的土压力的性质和土压力的大小。
小。
2.挡土墙所受土压力的大小并不是一个常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。
数,而是随位移量的变化而变化。
3.三种特定情况下的土压力,即三种特定情况下的土压力,即静止土压静止土压力力、主动土压力主动土压力和和被动土压力被动土压力。
7.1概述概述-土压力类型土压力类型三种土压力1.静止土压力静止土压力7.1概述概述-土压力类型土压力类型H+-=H土压力EEpE0Ea-H15%15%o=/H=0地下室地下室E=E0地下室侧墙地下室侧墙E填土填土墙土间无位移,墙后填土处于弹性平衡状态,此时墙背上的土压力称为静止土压力,记为Eo。
2.主动土压力主动土压力墙体墙体外移外移,土压力逐渐土压力逐渐减小减小,当土体当土体破坏破坏,达到,达到极限平衡极限平衡状态状态时所对应的土压力时所对应的土压力最小最小7.1概述概述-土压力类型土压力类型EH+土压力EEpE0Ea-H=H15%15%o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。
3.被动土压力被动土压力墙体内移,墙体内移,土压力逐渐增大,土压力逐渐增大,当土体破坏,当土体破坏,达到极限平衡状态达到极限平衡状态时所对应的时所对应的土压力最大土压力最大7.1概述概述-土压力类型土压力类型土压力EEpE0Ea-H=H15%15%o-在外力作用下,挡土墙发生挤向土体方向的位移,墙后填土达到极限平衡状态,此时墙背上的土压力称为被动土压力,记为Ep。
15%15%oEp土压力E三种土压力在数量上的关系可按土体处于侧限条件下的弹性平衡状态进行可按土体处于侧限条件下的弹性平衡状态进行计算计算。
静止土压力计算静止土压力计算7.1概述概述-土压力类型土压力类型Zvhhzv静止土压力静止土压力对于侧限应力状态对于侧限应力状态:
p0=h=K0v=uu/(1-uu)v=uu/(1-uu)zK0=nn/(1-nn)vhhzv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:
K01-sinf填土面7.1概述概述-土压力类型土压力类型小结小结n挡土墙挡土墙n土压力土压力n土压力性质土压力性质n影响因素影响因素n静止土压力计算静止土压力计算如何计算主动和被动如何计算主动和被动土压力?
土压力?
一一.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中极限平衡应力状态和朗肯土压力7.2朗肯朗肯(Rankine)土压力理论土压力理论半无限土体内各点的应力从弹性平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衡状态发展为极限平衡状态的条件PaK0vv45o+/290ovhz半无限土体半无限土体主动极限平衡状态主动极限平衡状态被动极限平衡应力状态被动极限平衡应力状态7.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论1fv=zK0v1345-/2pp朗肯土压力理论基本条件和假定朗肯土压力理论基本条件和假定条件条件墙背光滑墙背光滑墙背垂直墙背垂直填土表面水平填土表面水平假设假设墙后各点均处于极限平衡状态墙后各点均处于极限平衡状态7.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论二二.主动土压力主动土压力paK0vv=zc07.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论令:
或:
(H-z0)/3二二.主动土压力主动土压力Eaz0主主动动区区45o+/2H主动土压力分布图7.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论三、被动土压力三、被动土压力被动土压力分布被动土压力分布vHppEp7.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论令:
填土为填土为砂土砂土45/2主动土压力分布主动土压力分布墙后破裂面形状填土面H7.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论45/290+三三.被动土压力被动土压力被动土压力分布被动土压力分布墙后破裂面形状填土面H7.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论一一.填土面上有均布大面积荷载填土面上有均布大面积荷载四、几种情况下的朗肯土压力计算7.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论13HqKaZH一一.填土面上有均布大面积荷载填土面上有均布大面积荷载四、几种情况下的朗肯土压力计算7.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论二、填土面上有二、填土面上有局部荷载局部荷载-朗肯土压力理论朗肯土压力理论45o/245o/2四、几种情况下的朗肯土压力计算HqqKa7.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论三三.成层填土成层填土11c122c2CAH2H1B填土面选用所在层的c、值进行计算,界面点分别计算.7.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论B四四.有地下水有地下水填土面地下水1ff1c1H1H22ff2c27.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论1.水土分算原则水压力、土压力分别计算,对浸水土体受到水浮力时,土压力计算取用有效重度。
wH2水压力CBAH2H1B不透水层不透水层墙基不透水墙基不透水(H1+H2)H1土压力KaKa四四.有地下水有地下水7.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论B四四.有地下水有地下水填土面地下水11c1H1H222c27.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论2.水土合算原则仅计算土压力,不单独计算水压力,对浸水土体土压力计算时取用饱和重度sat。
四四.填土中有水填土中有水u=0孔压孔压saH2H1垂直有效应力垂直有效应力=总应力总应力Ka(H1+saH2)KaH1土压力土压力填土渗透系数比地基土小得多填土渗透系数比地基土小得多H2H1透水地基可考虑绘制流网或计算确定孔压后计算7.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论小结小结问题:
问题:
1朗肯土压力理论的基本条件和假定朗肯土压力理论的基本条件和假定2给出主动和被动土压力分布及计算公给出主动和被动土压力分布及计算公式式7.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论小结小结n基本条件和假定基本条件和假定n极限应力分析极限应力分析n破坏形式破坏形式n主动和被动主动和被动n砂土和粘性土砂土和粘性土主动土压力系数主动土压力系数被动土压力系数被动土压力系数静止土压力系数静止土压力系数vPpPa7.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论n如果墙背倾斜,具有倾角如果墙背倾斜,具有倾角;
n墙背粗糙,与填土摩擦角为墙背粗糙,与填土摩擦角为;
n墙后填土面任意。
墙后填土面任意。
如何计算挡土墙后的土压力?
7.27.2朗肯土压力理论朗肯土压力理论墙后填土假设墙后填土假设:
是均匀的砂土是均匀的砂土平面滑裂面假设:
滑裂面为平面平面滑裂面假设:
滑裂面为平面刚体滑动假设:
破坏土楔为刚体刚体滑动假设:
破坏土楔为刚体假设条件:
假设条件:
主动极限平衡状态主动极限平衡状态7.3库仑土压力理论C.A.Coulomb(1776)ABABcGCH一、主动土压力7.3库仑库仑土压力理论土压力理论一、主动土压力ABcG
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