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1、土压力种类及静止土压力土压力种类及静止土压力4 41 1 概概概概 述述述述挡土墙挡土墙 防止土体坍塌的构筑物。防止土体坍塌的构筑物。 4.1.1 4.1.1 挡土墙的用途与类型挡土墙的用途与类型土压力土压力 土体作用在挡土墙上的压力。土体作用在挡土墙上的压力。 1. 基本概念：基本概念：41 概 述挡土墙 防止土体坍塌的构筑物。 自重自重土压力土压力刚性刚性结构结构和柔和柔性结性结构构墙墙 后后墙墙 前前墙墙 顶顶墙墙 底底 ( (基底基底) )墙墙 趾趾墙墙 跟跟 ( (踵踵) )墙墙背背墙墙面面挡土墙挡土墙自重土压力刚性结构和柔性结构墙 后墙 前墙 顶墙 填土填土地下室地下室桥台桥台板桩
2、板桩矿石矿石煤煤工程中常见的支挡结构工程中常见的支挡结构(a) 边坡挡墙边坡挡墙(b) 地下室侧墙地下室侧墙(c) 拱桥桥台拱桥桥台2. 用途用途填土地下室桥台板桩矿石煤工程中常见的支挡结构(a) 边坡挡墙土压力种类及静止土压力土压力种类及静止土压力3. 挡土墙的挡土墙的类型类型挡土墙的结构类型挡土墙的结构类型材料类型：材料类型：重力式重力式 悬臂式悬臂式 扶壁式扶壁式此外，锚杆式、加筋土挡土墙。此外，锚杆式、加筋土挡土墙。3. 挡土墙的类型挡土墙的结构类型材料类型：重力式 4.1.2 4.1.2 土压力的种类土压力的种类1. 土压力实验土压力实验4.1.2 土压力的种类1. 土压力实验2 土
3、压力种类土压力种类静止土压力静止土压力Po 主动土压力主动土压力Pa被动土压力被动土压力Pp2 土压力种类静止土压力Po 挡土墙在土压力作用下，不向任何方向发挡土墙在土压力作用下，不向任何方向发生位移和转动时，墙后土体处于弹性平衡状态，生位移和转动时，墙后土体处于弹性平衡状态，作用在墙背上的土压力称为作用在墙背上的土压力称为静止土压力静止土压力。1) 静止土压力静止土压力Po墙静止不动墙静止不动例：地下室外墙例：地下室外墙地下水池侧壁地下水池侧壁Po hK0 z xZh 挡土墙在土压力作用下，不向任何方向发生位移和 当挡土墙沿墙趾向离开填土方向转动或平行移当挡土墙沿墙趾向离开填土方向转动或平行
4、移动，且位移达到一定量时，墙后土体达到主动极限动，且位移达到一定量时，墙后土体达到主动极限平衡状态，填土中开始出现滑动面平衡状态，填土中开始出现滑动面 ，这时在挡土，这时在挡土墙上的土压力称墙上的土压力称为为主动土压力主动土压力。2) 主动土压力主动土压力Pa土推墙外移土推墙外移滑动面滑动面Pa 当挡土墙沿墙趾向离开填土方向转动或平行移动， 当挡土墙在外力作用下向墙背填土方向转动或平当挡土墙在外力作用下向墙背填土方向转动或平行移动时，土压力逐渐增大，当位移达到一定量时，行移动时，土压力逐渐增大，当位移达到一定量时，潜在滑动面上的剪应力等于土的抗剪强度，墙后土体潜在滑动面上的剪应力等于土的抗剪强
5、度，墙后土体达到被动极限平衡状态，填土内开始出现滑动面达到被动极限平衡状态，填土内开始出现滑动面 ，这，这时作用在挡土墙上的土压力增时作用在挡土墙上的土压力增加至最大，称为加至最大，称为被动土压力被动土压力。3) 被动土压力被动土压力Pp墙推土内移墙推土内移例：拱桥台例：拱桥台Pp滑动面滑动面实际中只利用被动土压力的一部分。实际中只利用被动土压力的一部分。 当挡土墙在外力作用下向墙背填土方向转动或平行土压力种类及静止土压力极限平衡条件：极限平衡条件：粘性土：粘性土：无粘性土，上式中无粘性土，上式中 c=0 得。得。极限平衡条件：粘性土：无粘性土，上式中 c=0 得。三种土压力的关系：三种土压力
6、的关系： 静止土压力墙位移为静止土压力墙位移为0 0，墙后土体处于，墙后土体处于弹性平衡弹性平衡状态。状态。 主动土压力墙向离开填土的方向位移，墙后土主动土压力墙向离开填土的方向位移，墙后土体处于体处于主动极限平衡状态。主动极限平衡状态。 被动土压力墙向填土的方向位移，墙后土体处被动土压力墙向填土的方向位移，墙后土体处于于被动极限平衡状态。被动极限平衡状态。三种土压力的关系：三者关系：三者关系： P Pa aPP0 0PPp p( a p)P(土压力土压力) +(位移位移) a pPpPoPa三者关系： PaP0Pp(a0.1H绕墙顶转动绕墙顶转动0.05H粘土粘土主动主动平移平移0.004H
7、绕墙趾转动绕墙趾转动0.004H产生主动和被动土压力所需墙的位移量土类应力状态墙运动形式可能3 填土的性质填土的性质 填土的松密程度、干湿程度、填土的松密程度、干湿程度、c、值的大小，值的大小，以及填土表面的形状等。以及填土表面的形状等。2 挡土墙形状挡土墙形状 关系采用何种土压力计算理论、计算公式和关系采用何种土压力计算理论、计算公式和结果。结果。3 填土的性质2 挡土墙形状4.1.4 4.1.4 挡土墙发生事故实例挡土墙发生事故实例 1 1、多瑙河码头岸墙、多瑙河码头岸墙 2 2、伦敦铁路挡土墙、伦敦铁路挡土墙4.1.4 挡土墙发生事故实例土压力计算土压力计算稳定分析稳定分析朗肯土压力理论
8、朗肯土压力理论库仑土压力理论库仑土压力理论土坡土坡天然山坡天然山坡人工土坡人工土坡土压力计算稳定分析朗肯土压力理论库仑土压力理论土坡天然山坡人4.2.1 产生条件产生条件例：地下室外墙例：地下室外墙拱座拱座Po hK0 z xZh4 42 2 静止土压力计算静止土压力计算静止土压力计算静止土压力计算静止土压力产生条件：静止土压力产生条件： 墙静止不动墙静止不动 位移和转角为位移和转角为04.2.1 产生条件例：地下室外墙拱座PohK0z4.2.2 静止土压力计算静止土压力计算半无限体半无限体墙背光滑墙背光滑竖向应力竖向应力水平应力水平应力侧压力系数弹性力学弹性力学经验公式经验公式P P0 04.2.2 静止土压力计算半无限体墙背光滑竖向应力水平静止土压力的分布：静止土压力的分布： p0沿深度沿深度Z呈线性呈线性 分布，呈三角形；分布，呈三角形；作用点：作用点： 距墙底为距墙底为方向：方向： 水平水平总静止土总静止土 压力：压力： 沿墙长度方向取沿墙长度方向取1米。米。H静止土压力的分布：作用点：方向：总静止土 压力：H4.2.3 静止土压力的应用静止土压力的应用 地下室外墙；地下室外墙； 岩基上的挡土墙；岩基上的挡土墙； 例例5.1 ，H，K0。4.2.3 静止土压力的应用例5.1 ，H，K0。EndEnd感谢聆听
