地基与基础第六章.ppt
《地基与基础第六章.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《地基与基础第六章.ppt(63页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、位移位移+EppaEoEa土压力土压力E-第六章第六章 土压力与土坡稳定土压力与土坡稳定第一节第一节 土压力的类型与影响因素土压力的类型与影响因素第二节第二节 朗肯土压力理论朗肯土压力理论第三节第三节 库仑土压力理论库仑土压力理论第四节第四节 特殊情况下土压力计算特殊情况下土压力计算第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计第六节第六节 土坡稳定性分析土坡稳定性分析挡土墙工程实例挡土墙工程实例挡土墙工程实例挡土墙工程实例v学习要点:学习要点:了解土压力类型与产生条件;了解土压力类型与产生条件;掌握土压力计算方法;掌握土压力计算方法;能进行重力式挡土墙的结构能进行重力式挡土墙的结构 与构造设计;与构造设
2、计;了解土坡稳定性分析方法。了解土坡稳定性分析方法。第一节第一节 土压力的类型与影响因素土压力的类型与影响因素 概述:概述:广广义义挡土墙挡土墙地下室侧墙地下室侧墙桥台散粒材料挡墙桥台散粒材料挡墙基坑支护板桩墙基坑支护板桩墙挡土墙:挡土墙:为防止土体下滑与坍塌的为防止土体下滑与坍塌的 挡土构筑物。挡土构筑物。(a)防土体坍塌挡土墙防土体坍塌挡土墙(b)地下室侧墙地下室侧墙主动土压力主动土压力静止土压力静止土压力(c)支挡建筑物周围填土支挡建筑物周围填土的挡土墙的挡土墙建筑物建筑物挡土墙挡土墙主动土压力主动土压力(d)桥桥 台台路面路面路基路基桥体桥体被动土压力被动土压力(f)板桩墙板桩墙板桩板
3、桩横向支撑横向支撑挡墙挡墙主动主动(静止静止)土压力土压力?散粒材料散粒材料(e)散料挡墙散料挡墙土压力:土压力:一、土压力的类型一、土压力的类型EGq土压力土压力 挡土墙后的填土因自重或外荷挡土墙后的填土因自重或外荷作用对墙背产生的侧向压力。作用对墙背产生的侧向压力。主动土压力主动土压力静止土压力静止土压力被动土压力被动土压力 挡土墙刚度很大,挡土墙刚度很大,土压力作用下不产生转土压力作用下不产生转动或移动,墙后土体处动或移动,墙后土体处于静止状态,此时墙背于静止状态,此时墙背上作用的土压力,用上作用的土压力,用E0表示。表示。(一)静止土压力(一)静止土压力静止土压力静止土压力 挡土墙在挡
4、土墙在土压力土压力作用下作用下向前向前转动或移转动或移动,墙后土体向下滑动,墙后土体向下滑动,达一定位移时,动,达一定位移时,墙后土体处于墙后土体处于(主动)(主动)极限平衡极限平衡状态,此时状态,此时墙背上作用的土压力,墙背上作用的土压力,用用Ea表示。表示。主动土压力主动土压力Ea滑裂面滑裂面(二)主动土压力(二)主动土压力 挡土墙在挡土墙在外力作外力作用用下下向后向后转动或移动,转动或移动,墙后土体向后滑动,墙后土体向后滑动,达一定位移时,墙后达一定位移时,墙后土体达到土体达到(被动)极(被动)极限平衡状态限平衡状态,此时墙,此时墙背上作用的土压力,背上作用的土压力,用用Ep表示。表示。
5、被动土压力被动土压力Ep滑裂面滑裂面外力外力(三)被动土压力(三)被动土压力二、影响土压力二、影响土压力 的因素的因素挡土墙的位移方挡土墙的位移方向和位移量;向和位移量;挡土墙的形状、挡土墙的形状、墙背的光滑程度和墙背的光滑程度和结构形式;结构形式;墙后填土的物理墙后填土的物理力学性质,填土面力学性质,填土面的倾斜程度。的倾斜程度。位移位移+EppaEoEa土压力土压力E-墙身位移与土压力间关系墙身位移与土压力间关系Ep Eo Ea三、静止土压力的计算三、静止土压力的计算v静止土压力可示为静止土压力可示为自重应力的水平分力自重应力的水平分力(水平自重应力)(水平自重应力)v任意深度任意深度z处
6、的静止处的静止 土压力强度土压力强度:h/3静止土压力强度分布静止土压力强度分布v单位墙长土压力合力:单位墙长土压力合力:K0静止土压力系数静止土压力系数与土种类和状态有关与土种类和状态有关zxzxhzEokoh墙后填土墙后填土挡土墙挡土墙填土及墙体示为均质半无限弹性体;填土及墙体示为均质半无限弹性体;墙背垂直光滑;墙背垂直光滑;墙后填土面水平;墙后填土面水平;墙后填土处于极限平衡状态。墙后填土处于极限平衡状态。第二节第二节 朗肯土压力理论朗肯土压力理论q计算假定:计算假定:一、主动土压力一、主动土压力 墙后任意深度墙后任意深度z点处受到垂直自重点处受到垂直自重应力应力z和水平自重和水平自重应
7、力应力x,根据主动,根据主动土压力概念,土压力概念,z相相当于最大主应力当于最大主应力1,x相当于最小主相当于最小主应力应力3,即:,即:墙后填土应力状态墙后填土应力状态z(1)xzx(3)hz填土表面填土表面1=z=z3=x=a根据极限平衡状态大小根据极限平衡状态大小主应力关系可得:主应力关系可得:墙后深度墙后深度z点处受到填土的主动土压力强度点处受到填土的主动土压力强度a:粘粘 性性 土土无粘性土无粘性土主动土压力系数主动土压力系数主动土压力强度分布图主动土压力强度分布图v主动土压力作用方向:垂直于墙背主动土压力作用方向:垂直于墙背v主动土压力强度分布:沿墙高呈三角形分布主动土压力强度分布
8、:沿墙高呈三角形分布(粘性土因粘聚力作用,应力叠加,并忽略拉力)。(粘性土因粘聚力作用,应力叠加,并忽略拉力)。z0工程上称为临界深度工程上称为临界深度zxzxhzEah/3kahKah-Ea(h-z0)/3主主动动压压力力合合力力c主动土压力增大系数主动土压力增大系数h5m,c=1.05m8m,c=1.1h8m,c=1.2讨论:讨论:朗肯理论计算条件要求墙背垂直、光滑,忽略墙与土之间的朗肯理论计算条件要求墙背垂直、光滑,忽略墙与土之间的摩擦作用,因而计算结果摩擦作用,因而计算结果Ea偏大、偏大、Ep偏小,偏小,适于计算悬臂式适于计算悬臂式与扶臂式挡土墙主动土压力计算。与扶臂式挡土墙主动土压力
9、计算。二、被动土压力二、被动土压力 墙后任意深墙后任意深度度z点处受到垂直点处受到垂直自重应力自重应力z和水和水平自重应力平自重应力x作作用,根据被动土用,根据被动土压力概念,压力概念,z相相当于当于3,x相当相当于于1,即:,即:墙后填土应力状态墙后填土应力状态z(3)xzx(1)hz填土表面填土表面P3=z=z1=x=p根据极限平衡状态大根据极限平衡状态大小主应力关系可得:小主应力关系可得:墙后深度墙后深度z点处受到填土的被动土压力强度点处受到填土的被动土压力强度p:粘粘 性性 土土无粘性土无粘性土被动土压力系数被动土压力系数土土压压力力合合力力zxzxhzEph/3kphEp被动土压力强
10、度分布图被动土压力强度分布图v土压力作用方向:垂直于墙背。土压力作用方向:垂直于墙背。v土压力强度分布:无粘性土沿墙高呈三角形分布;土压力强度分布:无粘性土沿墙高呈三角形分布;粘性土沿墙高呈梯形分布。粘性土沿墙高呈梯形分布。Kah+【例5-1】某挡土墙高某挡土墙高5m,墙背垂直光滑,墙背垂直光滑,c=10kPa,=20,填土,填土水平,水平,=17.2kN/m3,求,求主动土压力,并绘强度分主动土压力,并绘强度分布图。布图。【解解】主动土压力系数:主动土压力系数:临界高度:临界高度:H=5mEa=47kN/m1.1m1.66m墙底处主动土压力强度:墙底处主动土压力强度:单位墙长主动土压力合力(
11、土压力三角形面积):单位墙长主动土压力合力(土压力三角形面积):方向:垂直于墙背方向:垂直于墙背作用点:距墙底(作用点:距墙底(5-1.66)/3=1.1m处处q计算假定:计算假定:墙后填土处于极限平衡状态并沿某一滑动面墙后填土处于极限平衡状态并沿某一滑动面形成滑动土契体;形成滑动土契体;墙后填土为无粘性土(墙后填土为无粘性土(c=0);滑动契体沿墙背及过墙踵的平面滑动;滑动契体沿墙背及过墙踵的平面滑动;墙与填土均为刚性。墙与填土均为刚性。第三节第三节 库仑土压力理论库仑土压力理论一、主动土压力一、主动土压力 设墙高为设墙高为h,填土面倾角填土面倾角,墙背与填土摩擦角为,墙背与填土摩擦角为,如
12、下图,滑动土契体在,如下图,滑动土契体在G G、R R、EaEa三力作用三力作用处于处于主动极限静力平衡状态(土契体向下滑动):主动极限静力平衡状态(土契体向下滑动):GREaGEaRhhza=zKahKaEah/3库仑主动土压力计算图库仑主动土压力计算图v土压力作用方向:与墙背法线方向成土压力作用方向:与墙背法线方向成 角。角。v土压力强度分布:沿墙高呈三角形分布。土压力强度分布:沿墙高呈三角形分布。v墙后深度墙后深度z点处主动土压力强度:点处主动土压力强度:v由力三角形正弦定律得土压力合力:由力三角形正弦定律得土压力合力:Ka主动土压力系数(主动土压力系数(P67)(由(由、确定确定)式中
13、式中填土对墙背的摩擦角;填土对墙背的摩擦角;墙背与水平面的夹角;墙背与水平面的夹角;墙后填土面的倾角;墙后填土面的倾角;填土内摩擦角。填土内摩擦角。挡土墙情况挡土墙情况摩擦角摩擦角墙背平滑、排水不良墙背平滑、排水不良(0.00.33)墙背粗糙、排水良好墙背粗糙、排水良好(0.330.5)墙背很粗糙、排水良好墙背很粗糙、排水良好(0.50.67)墙背与填土间不可能滑动墙背与填土间不可能滑动(0.671.0)土对墙背的摩擦角土对墙背的摩擦角二、被动土压力二、被动土压力 如下图,墙背在外力作用下,向后移动或转动滑动,如下图,墙背在外力作用下,向后移动或转动滑动,土契体在土契体在G G、R R、EaE
14、a三力作用下三力作用下处于被动极限静力平衡处于被动极限静力平衡状态,同理得被动土压力强度与合力计算公式:状态,同理得被动土压力强度与合力计算公式:Kp被动土压力系数(被动土压力系数(P68)(由(由、确定确定)GREphzp=zKphKpEph/3库仑主动土压力计算图库仑主动土压力计算图GEpRhv土压力作用方向:与墙背法线方向成土压力作用方向:与墙背法线方向成 角。角。v土压力强度分布:沿墙高呈三角形分布。土压力强度分布:沿墙高呈三角形分布。讨论:讨论:库仑理论计算主动土压力接近实际情况,库仑理论计算主动土压力接近实际情况,适于设计适于设计填土为无粘性的重力式挡土墙填土为无粘性的重力式挡土墙
15、;被动;被动土压力库仑理论误差大,一般不用。土压力库仑理论误差大,一般不用。第四节第四节 特殊情况下土压力计算特殊情况下土压力计算hq(kPa)(qKa-2cKa)(q+h)Ka-2cKa一、填土表面一、填土表面 有均布荷载有均布荷载 将填土表面均将填土表面均布荷载布荷载 q 相当于一相当于一定高度填土产生的定高度填土产生的竖向自重应力:竖向自重应力:墙后深度墙后深度z处土压力强度处土压力强度:二、墙后填土分层二、墙后填土分层不同性质土层因不同性质土层因不同,计算时分别不同,计算时分别采用不同的土压力采用不同的土压力系数,分层面处竖系数,分层面处竖向应力不变,而土向应力不变,而土压力有突变:压
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 地基 基础 第六
限制150内