库仑土压力和挡土墙.ppt
《库仑土压力和挡土墙.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《库仑土压力和挡土墙.ppt(43页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、基基 础础 工工 程程6 土压力、地基承载力和土坡稳定土压力、地基承载力和土坡稳定基本内容:基本内容:基本内容:基本内容:概述 作用在挡土墙上的土压力 朗肯土压力理论 库仑土压力理论 挡土墙设计 地基破坏型式及地基承载力 土坡和地基的稳定分析学习回顾学习回顾ReviewReview 挡土墙:挡土墙:防止土体坍塌的构筑物,统称为挡土墙。防止土体坍塌的构筑物,统称为挡土墙。土压力:土压力:指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。侧向压力。地基承载力:地基承载力:地基单位面积上承受荷载的能力。地基单位面积上承受荷载的能力。土坡:土坡:可分
2、为由于地质作用而形成的天然土坡和因人类可分为由于地质作用而形成的天然土坡和因人类平整平整 场地、开挖基坑等而形成的人工土坡。场地、开挖基坑等而形成的人工土坡。在外力作用下,挡土墙推挤土体向后位移至一定数值,墙后在外力作用下,挡土墙推挤土体向后位移至一定数值,墙后土体达到极限平衡状态时,作用在墙上的土压力。土体达到极限平衡状态时,作用在墙上的土压力。被动土压力被动土压力 :Ep三种土压力的关系:三种土压力的关系:n对同一挡土墙,在填土的物理力对同一挡土墙,在填土的物理力学性质相同的条件下学性质相同的条件下有以下规律:有以下规律:l Ea Eo Epl p a挡土墙在压力作用下不发生任何变形和位移
3、,墙后填土处挡土墙在压力作用下不发生任何变形和位移,墙后填土处于弹性平衡状态时,作用在挡土墙背的土压力。于弹性平衡状态时,作用在挡土墙背的土压力。静止土压力静止土压力 :在土压力作用下,挡土墙离开土体向前位移至一定数值,在土压力作用下,挡土墙离开土体向前位移至一定数值,墙后土体达到极限平衡状态时作用在墙背的土压力。墙后土体达到极限平衡状态时作用在墙背的土压力。主动土压力主动土压力 :Eo oEa 静止土压力强度分布沿墙高呈三角形分布。若墙高为静止土压力强度分布沿墙高呈三角形分布。若墙高为H,则作用于单位长度墙上的则作用于单位长度墙上的总静止土压力总静止土压力E0为:为:E0的作用点应在墙高的的
4、作用点应在墙高的1/3处。处。1/3H静止土压力计算:静止土压力计算:朗肯土压力理论:朗肯土压力理论:1.1.挡土墙背垂直、光滑;挡土墙背垂直、光滑;2.2.填土表面水平;填土表面水平;3.3.墙体为刚性体。墙体为刚性体。h/3EahKa当当c=0=0,无粘性土无粘性土:u 朗肯主动土压力强度朗肯主动土压力强度:hl 无粘性土主动土压无粘性土主动土压力强度与力强度与z成正比,沿成正比,沿墙高呈三角形分布墙高呈三角形分布;l 合力大小为分布图合力大小为分布图形的面积,即三角形形的面积,即三角形面积面积;l 合力作用点在三角合力作用点在三角形形心,即作用在离形形心,即作用在离墙底墙底h/3处处.2
5、cKaEa(h-z0)/3当当c0 0,粘性土粘性土h负侧压力深度为临界深度负侧压力深度为临界深度z01.1.粘性土主动土压力强度存在负侧压力区粘性土主动土压力强度存在负侧压力区(计算中不考虑)(计算中不考虑)2.2.合力大小为分布图形的面积合力大小为分布图形的面积(不计负侧压力部分)(不计负侧压力部分)3.3.合力作用点在三角形形心,即作用在离墙底合力作用点在三角形形心,即作用在离墙底(h-z0)/3(h-z0)/3处处z0hKa-2cKa当当c=0=0,无粘性土:无粘性土:u 朗肯被动土压力强度:朗肯被动土压力强度:l 无粘性土被动土压力强度与无粘性土被动土压力强度与z成正比,沿墙高呈三角
6、形分布成正比,沿墙高呈三角形分布;l 合力大小为分布图形的面积,即三角形面积合力大小为分布图形的面积,即三角形面积;l 合力作用点在三角形形心,即作用在离墙底合力作用点在三角形形心,即作用在离墙底h/3处处.hhKph/3Ep当当c0 0,粘性土:粘性土:粘性土主动土压力强度包括两部分:粘性土主动土压力强度包括两部分:1.1.土的自重引起的土压力土的自重引起的土压力zKp2.2.粘聚力粘聚力c引起的侧压力引起的侧压力2cKp说明:说明:侧压力是一种正压力,在计算侧压力是一种正压力,在计算中应考虑中应考虑l 粘性土被动土压力强度不存在负侧压力区;粘性土被动土压力强度不存在负侧压力区;l 合力大小
7、为分布图形的面积,即梯形分布图形面积;合力大小为分布图形的面积,即梯形分布图形面积;l 合力作用点在梯形形心。合力作用点在梯形形心。土压力合力:土压力合力:hEp2cKphKp 2cKphpu几种常见情况下土压力计算几种常见情况下土压力计算1.1.填土表面有均布荷载填土表面有均布荷载(以无粘性土为例)(以无粘性土为例)zqh填土表面深度填土表面深度z z处竖向应力为处竖向应力为(q+(q+z)AB相应主动土压力强度相应主动土压力强度A A点土压力强度点土压力强度B B点土压力强度点土压力强度若填土为粘性土,若填土为粘性土,c0 0临界深度临界深度z0z0 0 0 说明存在负侧压力区,计说明存在
8、负侧压力区,计算中应不考虑负压力区土压力算中应不考虑负压力区土压力z0 0 0 说明不存在负侧压力区,说明不存在负侧压力区,按三角形或梯形分布计算按三角形或梯形分布计算z zq2.2.成层填土情况成层填土情况(以无粘性土为例)(以无粘性土为例)ABCD 1 1,1 1 2 2,2 2 3 3,3 3paAaApaBaB上上paBaB下下paCaC下下paCaC上上paDaD挡土墙后有几层不同类的土挡土墙后有几层不同类的土层,先求竖向自重应力,然层,先求竖向自重应力,然后乘以后乘以该土层该土层的主动土压力的主动土压力系数,得到相应的主动土压系数,得到相应的主动土压力强度力强度h1h2h3A点点B
9、点上界面点上界面B点下界面点下界面C点上界面点上界面C点下界面点下界面D点点说明:说明:合力大小为分布合力大小为分布图形的面积,作用点位图形的面积,作用点位于分布图形的形心处于分布图形的形心处3.3.墙后填土存在地下水墙后填土存在地下水(以无粘性土为例)(以无粘性土为例)ABC(h1+h2)Kawh2挡土墙后有地下水时,作用挡土墙后有地下水时,作用在墙背上的土侧压力有在墙背上的土侧压力有土压土压力力和和水压力水压力两部分,可分作两部分,可分作两层计算,一般假设地下水两层计算,一般假设地下水位上下土层的抗剪强度指标位上下土层的抗剪强度指标相同,相同,地下水位以下土层用地下水位以下土层用浮重度计算
10、浮重度计算A点点B点点C点点土压力强度土压力强度水压力强度水压力强度B点点C点点作用在墙背的总压力作用在墙背的总压力为土压力和水压力之为土压力和水压力之和,作用点在合力分和,作用点在合力分布图形的形心处布图形的形心处h1h2h【例2】挡土墙高挡土墙高10m10m,墙背直立、光滑,墙后填土面水平,墙背直立、光滑,墙后填土面水平,共分两层。各层的物理力学性质指标如图所示,试求主共分两层。各层的物理力学性质指标如图所示,试求主动土压力动土压力Ea,并绘出主动土压力强度分布图。,并绘出主动土压力强度分布图。ABC【解答解答】A点点B点上界面点上界面B点下界面点下界面C点点主动土压力合力主动土压力合力A
11、BCh=10mh1=4mh2=6m27.73kPa27.73kPa14.45kPa14.45kPa43.72kPa43.72kPa2.42kPa2.42kPa【2】挡土墙高挡土墙高7m7m,墙背直立、光滑,墙后填土面水平,共,墙背直立、光滑,墙后填土面水平,共分两层。各层的物理力学性质指标如图所示,试求主动分两层。各层的物理力学性质指标如图所示,试求主动土压力土压力Ea,并绘出主动土压力强度分布图。,并绘出主动土压力强度分布图。练习题练习题ABC【解答解答】A点点B点上界面点上界面B点下界面点下界面C点点主动土压力合力主动土压力合力ABCh=7mh1=3mh2=4m28.86kPa28.86k
12、Pa27.86kPa27.86kPa65.49kPa65.49kPa7.8kPa7.8kPa一、库仑土压力基本假定一、库仑土压力基本假定1.1.墙后的填土是理想散粒体墙后的填土是理想散粒体 (c=0c=0)2.2.滑动破坏面为通过墙踵的平面(平面滑裂面)滑动破坏面为通过墙踵的平面(平面滑裂面)3.3.滑动土楔为一刚塑性体,本身无变形(刚体滑动)滑动土楔为一刚塑性体,本身无变形(刚体滑动)墙向前移动或转动时,墙后土墙向前移动或转动时,墙后土体沿某一破坏面体沿某一破坏面BCBC破坏,土楔破坏,土楔ABCABC处于主动极限平衡状态处于主动极限平衡状态。GhCABq qER第四节第四节 库仑土压力理论
13、库仑土压力理论土楔受力情况:土楔受力情况:3.3.墙背对土楔的反力墙背对土楔的反力E,E,大小未知,方向与墙背法线夹角为大小未知,方向与墙背法线夹角为1.1.土楔自重土楔自重G=ABC,方向竖直向下;方向竖直向下;2.2.破坏面为破坏面为BCBC上的反力上的反力R,R,大小未知,方向与破坏面法线夹大小未知,方向与破坏面法线夹 角为角为;GhACBq qERGER二、库仑主动土压力计算二、库仑主动土压力计算土楔在三力作用下,静力平衡土楔在三力作用下,静力平衡 滑裂面是任意给定的,不同滑裂面得到一系列土压力滑裂面是任意给定的,不同滑裂面得到一系列土压力E E,E E是是 的函数,的函数,E E的最
14、大值的最大值Emax,即为墙背的主动土压力即为墙背的主动土压力E Ea a,所对应的滑动面即是最危险滑动面。,所对应的滑动面即是最危险滑动面。库仑主动土压力系数,查表确定土对挡土墙背的摩擦角,根据墙背光滑,排水情况查表确定q q ACBhhKah Eah/3主动土压力强度主动土压力强度主动土压力主动土压力 主动土压力强度沿墙高呈三角形分布,合力作用点在离墙主动土压力强度沿墙高呈三角形分布,合力作用点在离墙底底h/3处,方向与墙背法线成处,方向与墙背法线成,与水平面成,与水平面成()。)。说明:说明:土压力强度分布图只代表强度大小,不代表作用方向土压力强度分布图只代表强度大小,不代表作用方向二、
15、库仑主动土压力计算二、库仑主动土压力计算=0 =0 =0 Ea=?当墙背垂直、光滑,填土面水平时,库仑主动土压力当墙背垂直、光滑,填土面水平时,库仑主动土压力的一般表达式成为的一般表达式成为 可见,在上述条件下,库仑主动土压力公式和朗肯公式相同。可见,在上述条件下,库仑主动土压力公式和朗肯公式相同。ACBhhKahEah/3主动土压力强度主动土压力强度主动土压力主动土压力GREGREACB 三、库仑被动土压力计算三、库仑被动土压力计算 当墙受外力作用推向填当墙受外力作用推向填土,直至土体沿某破裂面土,直至土体沿某破裂面BC(假设)破坏时,土楔(假设)破坏时,土楔ABC 向上滑动,并处于被向上滑
- 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:
- 库仑 压力 挡土墙
限制150内