dA岩土力学课件-第六章 挡土结构物上的土压力(双语).pptx

DA岩土力学课件-第六章 挡土结构物上的土压力(双语)CATALOGUE目录挡土结构物上的土压力概述静止土压力计算主动土压力计算被动土压力计算挡土结构物设计考虑因素工程实例分析01挡土结构物上的土压力概述土压力是指挡土结构物受到的土体作用力，是土体自重和外力作用的结果。定义主动土压力、被动土压力和静止土压力，根据挡土结构物的位移情况而定。分类定义与分类挡土结构物的位移会导致土压力的变化，位移方向不同会导致不同类型的土压力。挡土结构物的位移土体的应力状态地下水的影响挡土结构物的存在会改变土体的应力状态，从而产生土压力。地下水位的升降会影响土体的有效应力，进而影响土压力的大小。030201土压力的产生机制 土压力的影响因素挡土结构物的材料和刚度不同材料和刚度的挡土结构物对土压力的大小和分布有显著影响。土体的物理性质土体的容重、内摩擦角、粘聚力等物理性质对土压力的大小和分布有重要影响。地下水位地下水位的升降会影响土体的有效应力，从而影响土压力的大小和分布。02静止土压力计算0102静止土压力的概念静止土压力是挡土结构物上的主要荷载类型之一，其大小和分布特性对挡土结构物的设计和稳定性至关重要。静止土压力：当挡土结构物上的土体处于弹性平衡状态，且没有发生剪切位移时，作用在挡土结构物上的压力称为静止土压力。经典公式法根据库仑土压力理论，通过假设土体的应力状态和采用适当的参数计算静止土压力。常用的经典公式包括库仑公式和朗肯公式。数值分析法采用有限元法、有限差分法等数值分析方法，通过模拟土体的应力状态和位移场，计算静止土压力。这种方法能够考虑更复杂的边界条件和土体性质。静止土压力的计算方法静止土压力的分布特性根据合力矩定理，可以通过计算求得静止土压力的合力作用点位置，该点称为压力中心。压力中心的位置对挡土结构物的稳定性分析和设计至关重要。静止土压力的合力作用点位置根据库仑土压力理论，静止土压力在挡土结构物的垂直方向上呈三角形分布。在水平方向上，静止土压力呈均匀分布。静止土压力沿挡土结构物的垂直方向分布土体的内摩擦角、粘聚力、容重等性质以及挡土结构物的几何尺寸（如高度、长度等）都会影响静止土压力的大小和分布。静止土压力与土体的性质和挡土结构物的几何尺寸有关03主动土压力计算主动土压力指挡土结构物背离填土一侧的侧向土压力，通常在填土高度较小，且土的性质较坚硬时产生。主动土压力的形成当挡土结构物受到填土的侧向挤压时，填土将产生侧向变形，当变形达到一定程度时，填土将产生破裂，破裂面与水平面的夹角称为破裂角。主动土压力与破裂面有关，通常以破裂角为仰角。主动土压力的概念根据库仑理论，主动土压力可由公式Ea=H/2K计算得出，其中Ea为垂直于挡土结构物的主动土压力，为填土的重度，H为填土高度，K为库仑破裂面上的摩擦角。经典主动土压力计算公式当挡土结构物受到填土的侧向挤压时，填土会产生剪切变形，当剪切应力达到填土的剪切强度时，填土将发生滑移。滑移条件下，主动土压力的计算需要考虑剪切强度和滑移条件的影响。考虑剪切强度和滑移条件的主动土压力计算主动土压力的计算方法主动土压力沿挡土结构物的侧向分布不均匀，通常在挡土结构物的底部附近达到最大值，随着离底部距离的增加而减小。主动土压力的大小和分布与填土的性质、挡土结构物的形状和尺寸、填土高度以及地下水等因素有关。主动土压力的分布特性主动土压力的影响因素主动土压力的分布04被动土压力计算当挡土墙向土压力方向移动时，作用在挡土墙上的土压力。被动土压力土压力值最大，且通常达到主动土压力值的三倍或更多。特点墙体位移、墙体刚度、土体强度和应力状态等。影响因素被动土压力的概念基于库仑理论，通过墙体位移和土体应力状态计算被动土压力。经典公式法利用数值分析方法，模拟挡土墙和土体的相互作用，计算被动土压力。有限元法通过离心机模拟实际工况，测试挡土墙在不同位移下的被动土压力。离心模型试验法被动土压力的计算方法影响因素随着墙体位移的增加，被动土压力逐渐增大，并沿墙高逐渐减小。压力分布被动土压力在挡土墙上的分布呈三角形，最大值出现在墙底。作用点位置被动土压力的作用点位置通常低于墙底，与墙体位移和刚度等因素有关。被动土压力的分布特性05挡土结构物设计考虑因素稳定性分析是挡土结构物设计的首要考虑因素，包括抗滑稳定性、抗倾覆稳定性和整体稳定性。抗滑稳定性分析主要考虑土压力的大小和方向、基底摩擦系数、基底坡度等因素；抗倾覆稳定性分析主要考虑土压力的大小和方向、挡土结构物的刚度和质量分布等因素；整体稳定性分析则要考虑挡土结构物的整体稳定性和可能的滑动面。挡土结构物的稳定性分析挡土结构物的变形控制变形控制是挡土结构物设计中需要考虑的重要因素之一，主要包括沉降控制和水平位移控制。沉降控制主要通过合理设计基础和地基处理来实现，水平位移控制则主要通过限制侧向变形来实现。优化设计是挡土结构物设计的关键环节，主要包括结构形式优化、材料优化和施工方法优化等方面。结构形式优化主要考虑结构的受力特性和稳定性要求，材料优化主要考虑材料的强度、耐久性和经济性，施工方法优化则主要考虑施工的可行性、安全性和经济性。挡土结构物的优化设计06工程实例分析总结词：成功应用详细描述：该大型桥梁的挡土墙设计成功地承受了土压力，确保了桥梁的稳定性和安全性。通过优化设计和施工方法，有效地减少了挡土墙的沉降和位移。工程实例一：某大型桥梁的挡土墙设计总结词挑战与应对详细描述该高速公路的路基挡土墙设计面临了复杂的土质和地形条件。为了应对这些问题，设计师采用了特殊的加固措施和地基处理方法，以确保挡土墙的稳定性和耐久性。工程实例二：某高速公路的路基挡土墙设计总结词：创新设计详细描述：该水库大坝的挡水墙设计采用了创新的结构形式和材料，以适应水库的特殊要求。通过精确的水力学分析和结构设计，成功地减少了水压对挡水墙的影响，提高了大坝的安全性能。工程实例三：某水库大坝的挡水墙设计感谢您的观看THANKS