土力学第六章课件.ppt

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1、第六章第六章 挡土结构物上的土压力挡土结构物上的土压力河海大学河海大学 岩土工程研究所岩土工程研究所Research Institute of Geotechnical Engineering,Hohai University主讲教师：张福海主讲教师：张福海 副教授副教授6 61 1 概述概述6 62 2 静止土压力计算静止土压力计算6 63 3 朗肯土压力理论朗肯土压力理论6 64 4 库仑土压力理论库仑土压力理论6 65 5 土压力问题的讨论土压力问题的讨论6 66 6 工程中挡土墙的土压力计算工程中挡土墙的土压力计算6 67 7 支挡结构物上的土压力计算支挡结构物上的土压力计算什么是挡土

2、结构物什么是挡土结构物Retaining structureRetaining structure什么是土压力什么是土压力(Earth pressure)(Earth pressure)影响土压力的因素影响土压力的因素挡土结构物类型对土压力分布的影响挡土结构物类型对土压力分布的影响6 61 1 概概 述述挡土结构物Rigid wall6 61 1 概概 述述一、挡土结构物（挡土墙）一、挡土结构物（挡土墙）用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定，用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定，或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。6 61

3、 1 概概 述述挡土结构物上的土压力挡土结构物上的土压力：由于土体自重、土上荷载或结由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙后填构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。土的侧向压力。一、挡土结构物（挡土墙）一、挡土结构物（挡土墙）6 61 1 概概 述述为什么要计算土压力？为什么要计算土压力？土压力是进行挡土结构物断面设计和稳定验算的重要土压力是进行挡土结构物断面设计和稳定验算的重要荷载。荷载。挡土墙类型（按刚度及位移方式）挡土墙类型（按刚度及位移方式）:1.1.刚性挡土墙刚性挡土墙 2.2.柔性挡土墙柔性挡土墙一、挡土结构物（挡土墙）一、挡

4、土结构物（挡土墙）6 61 1 概概 述述刚性挡土墙刚性挡土墙L型型T型型预应力预应力刚性加筋刚性加筋扶壁扶壁圬圬工工式式一、挡土结构物（挡土墙）一、挡土结构物（挡土墙）6 61 1 概概 述述一、挡土结构物（挡土墙）一、挡土结构物（挡土墙）6 61 1 概概 述述刚性挡土墙刚性挡土墙混凝土挡土墙及复合排水管混凝土挡土墙及复合排水管完工完工一、挡土结构物（挡土墙）一、挡土结构物（挡土墙）6 61 1 概概 述述刚性挡土墙刚性挡土墙柔性支护结构柔性支护结构锚杆锚杆板桩板桩板桩变形板桩变形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板桩上土压力板桩上土压力 实测实测 计算计算一

5、、挡土结构物（挡土墙）一、挡土结构物（挡土墙）6 61 1 概概 述述上海市外上海市外环过江隧环过江隧道暗埋段道暗埋段基坑支撑基坑支撑柔性支护结构柔性支护结构一、挡土结构物（挡土墙）一、挡土结构物（挡土墙）6 61 1 概概 述述 无法打锚杆无法打锚杆(相邻相邻建筑物的基础较深建筑物的基础较深,地下管线地下管线)内支撑内支撑柔性支护结构柔性支护结构一、挡土结构物（挡土墙）一、挡土结构物（挡土墙）6 61 1 概概 述述30003000测斜管测斜管水位管钢筋计土压力计加筋土挡墙 土压力的影响因素土压力的影响因素1.填土的性质填土的性质2.挡土墙的高度挡土墙的高度3.挡土墙的移动方向挡土墙的移动方

6、向4.挡土墙和土的相对位移量挡土墙和土的相对位移量5.挡土墙的刚度挡土墙的刚度6.土体与墙之间的摩擦土体与墙之间的摩擦6 61 1 概概 述述 在影响土压力的诸多因素中，在影响土压力的诸多因素中，墙体位移条件墙体位移条件是最是最主要的因素。墙体位移的方向和相对位移量决定着所主要的因素。墙体位移的方向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小。产生的土压力的性质和土压力的大小。二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力6 61 1 概概 述述二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力25%0.10.3%静止土压

7、力主动土压力被动土压力 达到极限状态所需的位移极限状态静止土压力静止土压力：挡土墙完全没有侧向移动（不产生位移和变形）：挡土墙完全没有侧向移动（不产生位移和变形）时墙后填土作用于挡土墙上的土压力。以时墙后填土作用于挡土墙上的土压力。以E E0 0表示。表示。主动土压力主动土压力：挡土墙背离填土方向转动或位移，墙后填土达到：挡土墙背离填土方向转动或位移，墙后填土达到极限平衡状态时作用于挡土墙上的土压力。它是土压力中的最极限平衡状态时作用于挡土墙上的土压力。它是土压力中的最小值。以小值。以E Ea a表示。表示。被动土压力被动土压力：挡土墙向填土方向转动或位移，墙后填土达到极：挡土墙向填土方向转动

8、或位移，墙后填土达到极限平衡状态时作用于挡土墙上的土压力。它是土压力中的最大限平衡状态时作用于挡土墙上的土压力。它是土压力中的最大值。以值。以E Ep p表示。表示。二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力6 61 1 概概 述述c.c.被动土压力被动土压力（Passive earth pressure)a.a.静止土压力静止土压力（Earth pressure at rest)b.b.主动土压力主动土压力（Active earth pressure)6 61 1 概概 述述二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力

9、墙体位移对土压力的影响墙体位移对土压力的影响挡土墙所受土压力的类型，首先取决于墙体是否发生位移挡土墙所受土压力的类型，首先取决于墙体是否发生位移以及位移的方向。其中有三种特定情况下的土压力，即静止以及位移的方向。其中有三种特定情况下的土压力，即静止土压力、主动土压力和被动土压力。土压力、主动土压力和被动土压力。挡土墙所受土压力的大小并不是一个常数，而是随位移量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。的变化而变化。6 61 1 概概 述述二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力当d=D/H=0 时 E=E01.1.静止土压力静止土压

10、力6 61 1 概概 述述二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力2.2.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，达到极极限平衡状态限平衡状态时所对应时所对应的土压力的土压力 (最小最小)6 61 1 概概 述述二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力3.3.被动土压力被动土压力墙体墙体内移内移，土压力逐渐土压力逐渐增大增大，当土体当土体破坏破坏，达到达到极限平衡状态极限平衡状态时所对应的土压力时所对应的土压力(最大最大)6 61 1 概概 述述二、位移对土压

11、力的影响及三种典型的土压力二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力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的土压力性质及土压力计上的土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布及算，包括土压力的大小、方向、分布及合力作用点。合力作用点。6 61 1 概概 述述 可按土体处于可按土体处于侧限条件下侧限条件下的弹性平衡的弹性平衡状态进行计算状态进行计算。6 62 2 静止土压力计算静止土压力计算 v v hhzHH/3K0H6 62 2 静止土压力计算静止土压力计算一、一般情况（填土均质且无地下水）一、一般情况（填土均质且无地下水）v v hhzHH/3K0H6 62

12、 2 静止土压力计算静止土压力计算二、墙后填土中有地下水二、墙后填土中有地下水wHH/3H16 62 2 静止土压力计算静止土压力计算三、墙后填土为成层土三、墙后填土为成层土H2土层分界面处：土层分界面处：墙趾处：墙趾处：H1H2A静止土压力在均质地基中随深度呈直线分布；静止土压力在均质地基中随深度呈直线分布；静止土压力分布线的斜率是容重和静止侧压力系数的静止土压力分布线的斜率是容重和静止侧压力系数的乘积；乘积；静止土压力在土层的分界面上静止土压力在土层的分界面上一般一般会发生突变；会发生突变；静止土压力在地下水位处发生转折；静止土压力在地下水位处发生转折；地下水位以下的土体在计算静止土压力时

13、用浮容重；地下水位以下的土体在计算静止土压力时用浮容重；当地下水位高于挡土结构物的基底面时，挡土结构物当地下水位高于挡土结构物的基底面时，挡土结构物除受到其后填土的土压力作用外，还会受到除受到其后填土的土压力作用外，还会受到水压力水压力的的作用。作用。6 62 2 静止土压力计算静止土压力计算 K K0 0可通过现场或室内试验确定。可通过现场或室内试验确定。四、四、K K0 0的确定的确定 砂土或正常固结粘土砂土或正常固结粘土：K K0 0通常小于通常小于1 1，但对于超固结粘土和压实土也可能，但对于超固结粘土和压实土也可能会大于会大于1 1。由泊松比计算由泊松比计算：6 62 2 静止土压力

14、计算静止土压力计算6-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论一、基本原理和基本假定一、基本原理和基本假定基本假定：基本假定：土体是具有水平表面的半无限体，墙背竖直光滑。土体是具有水平表面的半无限体，墙背竖直光滑。朗肯理论认为当墙后填土达到极限平衡状态时，与朗肯理论认为当墙后填土达到极限平衡状态时，与墙背接触的任一土单元体都处于极限平衡状态，然后根墙背接触的任一土单元体都处于极限平衡状态，然后根据土单元体处于极限平衡状态时应力所满足的条件来建据土单元体处于极限平衡状态时应力所满足的条件来建立土压力的计算公式。立土压力的计算公式。6-3 6-3 朗肯朗肯(Ra

15、nkine)(Rankine)土压力理论土压力理论一、基本原理和基本假定一、基本原理和基本假定 z z xxz被动被动eaK0zzzK0zep主动主动 zK0zzea主动极限平衡应力状态主动极限平衡应力状态6-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论一、基本原理和基本假定一、基本原理和基本假定被动极限平衡应力状态被动极限平衡应力状态6-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论一、基本原理和基本假定一、基本原理和基本假定zK0zepm m n n x二、朗肯主动土压力计算二、朗肯主动土压力计算(一一)基本计算公式基本计算公式

16、6-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论eaK0zz主动土压主动土压力系数力系数二、朗肯主动土压力计算二、朗肯主动土压力计算(二二)无粘性土的主动土压力计算公式无粘性土的主动土压力计算公式6-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论HH/3HKa45/2z二、朗肯主动土压力计算二、朗肯主动土压力计算(二二)无粘性土的主动土压力计算公式无粘性土的主动土压力计算公式6-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论HHKaqKaz二、朗肯主动土压力计算二、朗肯主动土压力计算(三三)粘性土的主动

17、土压力计算公式粘性土的主动土压力计算公式6-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论HHKazz0主主动动区区二、朗肯主动土压力计算二、朗肯主动土压力计算(三三)粘性土的主动土压力计算公式粘性土的主动土压力计算公式6-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论HHKazz0三、朗肯被动土压力计算三、朗肯被动土压力计算(一一)基本计算公式基本计算公式6-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论zK0zep被动土压被动土压力系数力系数(二二)无粘性土的被动土压力计算无粘性土的被动土压力计算6-

18、3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论H H/3HKp45/290+三、朗肯被动土压力计算三、朗肯被动土压力计算z(二二)无粘性土的被动土压力计算无粘性土的被动土压力计算6-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论HzHKpqKp三、朗肯被动土压力计算三、朗肯被动土压力计算(三三)粘性土的被动土压力计算粘性土的被动土压力计算6-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论三、朗肯被动土压力计算三、朗肯被动土压力计算HzHKp2cKp(三三)粘性土的被动土压力计算粘性土的被动土压力计算6-3

19、 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论Hz三、朗肯被动土压力计算三、朗肯被动土压力计算以无粘性土的主动土压力计算为例以无粘性土的主动土压力计算为例6-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论四、填土中有地下水时的土压力计算四、填土中有地下水时的土压力计算H1H26-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论五、填土中为成层土时的土压力计算五、填土中为成层土时的土压力计算H1H2注意两点：注意两点：1 1、由于各层填土的重度不同，、由于各层填土的重度不同，使得填土的竖向应力分布在交界使得填土

20、的竖向应力分布在交界面上出现转折；面上出现转折；2 2、由于各层填土的粘聚力和内、由于各层填土的粘聚力和内摩擦角不同，所以在计算土压力摩擦角不同，所以在计算土压力系数时，需采用计算点所在土层系数时，需采用计算点所在土层的粘聚力和内摩擦角。的粘聚力和内摩擦角。以无粘性土的主动土压力计算为例以无粘性土的主动土压力计算为例6-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论五、填土中为成层土时的土压力计算五、填土中为成层土时的土压力计算H1H2例题挡土墙高5米，墙后填土由两层组成，填土表面有20kPa的均布荷载，试计算作用在墙上总的主动土压力和作用点的位置。C1=15kP

21、ar1=16kN/m31=200C2=10kPar2=18kN/m32=1602m3m6-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论总结：总结：朗肯土压力理论假定土体是具有水平表面的半无朗肯土压力理论假定土体是具有水平表面的半无限体，墙背竖直光滑。限体，墙背竖直光滑。朗肯理论认为当墙后填土达到极限平衡状态时，朗肯理论认为当墙后填土达到极限平衡状态时，与墙背接触的任一土单元体都处于极限平衡状态，然与墙背接触的任一土单元体都处于极限平衡状态，然后根据土单元体处于极限平衡状态时应力所满足的条后根据土单元体处于极限平衡状态时应力所满足的条件来建立土压力的计算公式。件来

22、建立土压力的计算公式。6-3 6-3 朗肯朗肯(Rankine)(Rankine)土压力理论土压力理论总结：总结：土压力在均质地基中随深度呈直线分布；土压力在均质地基中随深度呈直线分布；土压力分布线的斜率是容重和土压力系数的乘积；土压力分布线的斜率是容重和土压力系数的乘积；土压力在土层的分界面上土压力在土层的分界面上一般一般会发生突变；会发生突变；土压力在地下水位处发生转折，地下水位以下土体的土压力在地下水位处发生转折，地下水位以下土体的容重用浮容重；容重用浮容重；当地下水位高于挡土结构物的基底面时，挡土结构物当地下水位高于挡土结构物的基底面时，挡土结构物除受到其后填土的土压力作用外，还会受到

23、水压力的除受到其后填土的土压力作用外，还会受到水压力的作用。作用。如果墙背不垂直、粗糙如果墙背不垂直、粗糙墙后填土表面不水平墙后填土表面不水平 如何计算挡土墙后的土压力？如何计算挡土墙后的土压力？6-4 6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论6-4 6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论一、基本原理和基本假定一、基本原理和基本假定6-4 6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论基本假定：基本假定：一、基本原理和基本假定一、基本原理和基本假定 滑动面为平面、滑动体为刚体。滑动面为平面、滑动体为刚体。6-4 6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论二、无粘性土主动土压力计算二、无粘性土主动土压力计算H6-4

24、6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论二、无粘性土主动土压力计算二、无粘性土主动土压力计算6-4 6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论二、无粘性土主动土压力计算二、无粘性土主动土压力计算6-4 6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论二、无粘性土主动土压力计算二、无粘性土主动土压力计算H墙背光滑墙背光滑垂直，垂直，填土表面水平时填土表面水平时与朗肯土压力理论一致与朗肯土压力理论一致6-4 6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论二、无粘性土主动土压力计算二、无粘性土主动土压力计算6-4 6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论三、无粘性土被动土压力计算三、无粘性土被动土压力计算H6-4 6-4 库仑土压力理

25、论库仑土压力理论三、无粘性土被动土压力计算三、无粘性土被动土压力计算6-4 6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论三、无粘性土被动土压力计算三、无粘性土被动土压力计算6-4 6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论三、无粘性土被动土压力计算三、无粘性土被动土压力计算H四、库尔曼图解法四、库尔曼图解法6-4 6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论 库伦土压力计算公式是基于填土表面为平面的假定建立的，库伦土压力计算公式是基于填土表面为平面的假定建立的，若填土表面不是平面，而是折线或曲线状时，就不能应用前述若填土表面不是平面，而是折线或曲线状时，就不能应用前述解析解直接计算，此时可以用图解法。解析解直接计算

26、，此时可以用图解法。库尔曼图解法是其中的一种，由库尔曼在库尔曼图解法是其中的一种，由库尔曼在库尔曼图解法是其中的一种，由库尔曼在库尔曼图解法是其中的一种，由库尔曼在1875187518751875年提出的、年提出的、年提出的、年提出的、目前较常用的图解方法。目前较常用的图解方法。目前较常用的图解方法。目前较常用的图解方法。图解法的思路：假定一系列的破坏面，分别作出相应的图解法的思路：假定一系列的破坏面，分别作出相应的图解法的思路：假定一系列的破坏面，分别作出相应的图解法的思路：假定一系列的破坏面，分别作出相应的力矢三角形，可以直接由作图确定出相应力矢三角形，可以直接由作图确定出相应力矢三角形，

27、可以直接由作图确定出相应力矢三角形，可以直接由作图确定出相应E E E E值，则所有值，则所有值，则所有值，则所有E E E E值中值中值中值中的最大值就是总的主动土压力的最大值就是总的主动土压力的最大值就是总的主动土压力的最大值就是总的主动土压力E E E Ea aa a。四、库尔曼图解法四、库尔曼图解法6-4 6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论五、有超载作用时的土压力计算五、有超载作用时的土压力计算6-4 6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论H以主动土压力计算为例以主动土压力计算为例五、有超载作用时的土压力计算五、有超载作用时的土压力计算6-4 6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论五、有

28、超载作用时的土压力计算五、有超载作用时的土压力计算6-4 6-4 库仑土压力理论库仑土压力理论H6 64 4 库仑土压力理论库仑土压力理论六、粘性填土、地下水对土压力的影响六、粘性填土、地下水对土压力的影响（一）粘性填土（一）粘性填土6 64 4 库仑土压力理论库仑土压力理论六、粘性填土、地下水对土压力的影响六、粘性填土、地下水对土压力的影响（一）粘性填土（一）粘性填土1.1.构造要求：构造要求：墙设排水孔以及反滤层，填土表面设沟、堤等截流墙设排水孔以及反滤层，填土表面设沟、堤等截流2.2.水下部分水下部分 土压力土压力 水压力水压力 p pu u=u(=u(静水压力、渗流压力、超静孔压静水压

29、力、渗流压力、超静孔压)三、填土中有水三、填土中有水6-4 6-4 几种工程中常见的主动土压力计算几种工程中常见的主动土压力计算一、挡土结构物（挡土墙）一、挡土结构物（挡土墙）6 61 1 概概 述述刚性挡土墙刚性挡土墙6 64 4 库仑土压力理论库仑土压力理论六、粘性填土、地下水对土压力的影响六、粘性填土、地下水对土压力的影响（二）填土中有地下水（二）填土中有地下水6 64 4 库仑土压力理论库仑土压力理论六、粘性填土、地下水对土压力的影响六、粘性填土、地下水对土压力的影响（二）填土中有地下水（二）填土中有地下水填土中有稳定渗流填土中有稳定渗流6 65 5 土压力问题的讨论土压力问题的讨论一

30、、朗肯和库仑土压力理论存在的主要问题一、朗肯和库仑土压力理论存在的主要问题 朗肯土压力理论基于土单元体的应力极限平衡条件下建立，朗肯土压力理论基于土单元体的应力极限平衡条件下建立，假定墙背面竖直、光滑、填土表面水平。假定墙背面竖直、光滑、填土表面水平。库仑土压力理论基于滑动块体的静力平衡条件建立，假定库仑土压力理论基于滑动块体的静力平衡条件建立，假定破坏面为平面。破坏面为平面。当墙背倾斜角度较大超过一定范围后，滑动块体不会沿墙当墙背倾斜角度较大超过一定范围后，滑动块体不会沿墙背滑动，而是沿土中某一面滑动。背滑动，而是沿土中某一面滑动。6 65 5 土压力问题的讨论土压力问题的讨论一、朗肯和库仑

31、土压力理论存在的主要问题一、朗肯和库仑土压力理论存在的主要问题二、三种典型土压力在实际工程中的应用二、三种典型土压力在实际工程中的应用1 1 1 1、如果挡土墙直接浇筑在岩基上，且墙的刚度很大，墙体产生、如果挡土墙直接浇筑在岩基上，且墙的刚度很大，墙体产生、如果挡土墙直接浇筑在岩基上，且墙的刚度很大，墙体产生、如果挡土墙直接浇筑在岩基上，且墙的刚度很大，墙体产生的位移很小，不足以使填土产生主动破坏，此时可近似按静止的位移很小，不足以使填土产生主动破坏，此时可近似按静止的位移很小，不足以使填土产生主动破坏，此时可近似按静止的位移很小，不足以使填土产生主动破坏，此时可近似按静止土压力计算。此外，对

32、于地下结构的侧墙，若刚度大，墙顶又土压力计算。此外，对于地下结构的侧墙，若刚度大，墙顶又土压力计算。此外，对于地下结构的侧墙，若刚度大，墙顶又土压力计算。此外，对于地下结构的侧墙，若刚度大，墙顶又无法位移，也可认为墙上作用的是静止土压力。无法位移，也可认为墙上作用的是静止土压力。无法位移，也可认为墙上作用的是静止土压力。无法位移，也可认为墙上作用的是静止土压力。2 2 2 2、如果挡土墙在墙后填土自重等作用下产生离开填土方向的位、如果挡土墙在墙后填土自重等作用下产生离开填土方向的位、如果挡土墙在墙后填土自重等作用下产生离开填土方向的位、如果挡土墙在墙后填土自重等作用下产生离开填土方向的位移，并

33、且使墙后填土达到了极限平衡状态，可按主动土压力计移，并且使墙后填土达到了极限平衡状态，可按主动土压力计移，并且使墙后填土达到了极限平衡状态，可按主动土压力计移，并且使墙后填土达到了极限平衡状态，可按主动土压力计算。实验研究表明，挡土墙的位移达到墙高的算。实验研究表明，挡土墙的位移达到墙高的算。实验研究表明，挡土墙的位移达到墙高的算。实验研究表明，挡土墙的位移达到墙高的0.1%0.3%0.1%0.3%0.1%0.3%0.1%0.3%，填土，填土，填土，填土就可能发生主动破坏，而这是一般的挡土墙都容易达到的。因就可能发生主动破坏，而这是一般的挡土墙都容易达到的。因就可能发生主动破坏，而这是一般的挡

34、土墙都容易达到的。因就可能发生主动破坏，而这是一般的挡土墙都容易达到的。因此通常情况下挡土墙的土压力可按主动土压力计算。此通常情况下挡土墙的土压力可按主动土压力计算。此通常情况下挡土墙的土压力可按主动土压力计算。此通常情况下挡土墙的土压力可按主动土压力计算。6 65 5 土压力问题的讨论土压力问题的讨论3 3 3 3、如果挡土墙在外力作用下产生向着填土方向挤压的位移，并、如果挡土墙在外力作用下产生向着填土方向挤压的位移，并、如果挡土墙在外力作用下产生向着填土方向挤压的位移，并、如果挡土墙在外力作用下产生向着填土方向挤压的位移，并且使墙后填土达到了极限平衡状态，可按被动土压力计算。但且使墙后填土

35、达到了极限平衡状态，可按被动土压力计算。但且使墙后填土达到了极限平衡状态，可按被动土压力计算。但且使墙后填土达到了极限平衡状态，可按被动土压力计算。但实验表明，欲使填土发生被动破坏，挡土墙位移量需达到墙高实验表明，欲使填土发生被动破坏，挡土墙位移量需达到墙高实验表明，欲使填土发生被动破坏，挡土墙位移量需达到墙高实验表明，欲使填土发生被动破坏，挡土墙位移量需达到墙高的的的的2%5%2%5%2%5%2%5%，而这是工程中所不允许的，所以在验算挡土墙的稳定，而这是工程中所不允许的，所以在验算挡土墙的稳定，而这是工程中所不允许的，所以在验算挡土墙的稳定，而这是工程中所不允许的，所以在验算挡土墙的稳定性

36、时，并不采用被动土压力的全部，通常取其性时，并不采用被动土压力的全部，通常取其性时，并不采用被动土压力的全部，通常取其性时，并不采用被动土压力的全部，通常取其30%30%30%30%。二、三种典型土压力在实际工程中的应用二、三种典型土压力在实际工程中的应用6 65 5 土压力问题的讨论土压力问题的讨论三、挡土墙位移对土压力分布的影响三、挡土墙位移对土压力分布的影响1 1 1 1、如果挡土墙的下端不动，、如果挡土墙的下端不动，、如果挡土墙的下端不动，、如果挡土墙的下端不动，上端向外移动，无论位移多少，上端向外移动，无论位移多少，上端向外移动，无论位移多少，上端向外移动，无论位移多少，作用在墙背上

37、的压力都按直线作用在墙背上的压力都按直线作用在墙背上的压力都按直线作用在墙背上的压力都按直线分布，总压力作用点位于墙底分布，总压力作用点位于墙底分布，总压力作用点位于墙底分布，总压力作用点位于墙底以上以上以上以上H H H H/3/3/3/3处。当墙上端的移动处。当墙上端的移动处。当墙上端的移动处。当墙上端的移动达到一定数值后，墙后填土内达到一定数值后，墙后填土内达到一定数值后，墙后填土内达到一定数值后，墙后填土内会发生主动破坏，此时作用在会发生主动破坏，此时作用在会发生主动破坏，此时作用在会发生主动破坏，此时作用在墙上的土压力成为主动土压力。墙上的土压力成为主动土压力。墙上的土压力成为主动土

38、压力。墙上的土压力成为主动土压力。6 65 5 土压力问题的讨论土压力问题的讨论2 2 2 2、如果挡土墙的上端不动，、如果挡土墙的上端不动，、如果挡土墙的上端不动，、如果挡土墙的上端不动，下端向外移动，无论位移达到下端向外移动，无论位移达到下端向外移动，无论位移达到下端向外移动，无论位移达到多大，都不能使填土内发生主多大，都不能使填土内发生主多大，都不能使填土内发生主多大，都不能使填土内发生主动破坏，压力为曲线分布，总动破坏，压力为曲线分布，总动破坏，压力为曲线分布，总动破坏，压力为曲线分布，总压力作用点位于墙底以上约压力作用点位于墙底以上约压力作用点位于墙底以上约压力作用点位于墙底以上约H

39、 H H H/2/2/2/2处。处。处。处。三、挡土墙位移对土压力分布的影响三、挡土墙位移对土压力分布的影响6 65 5 土压力问题的讨论土压力问题的讨论3 3 3 3、如果挡土墙的上端和下端都向、如果挡土墙的上端和下端都向、如果挡土墙的上端和下端都向、如果挡土墙的上端和下端都向外移动，当位移的大小未达到足外移动，当位移的大小未达到足外移动，当位移的大小未达到足外移动，当位移的大小未达到足以使填土发生主动破坏时，压力以使填土发生主动破坏时，压力以使填土发生主动破坏时，压力以使填土发生主动破坏时，压力也是曲线分布，总压力作用点位也是曲线分布，总压力作用点位也是曲线分布，总压力作用点位也是曲线分布

40、，总压力作用点位于墙底以上于墙底以上于墙底以上于墙底以上H H H H/2/2/2/2附近；当位移超过附近；当位移超过附近；当位移超过附近；当位移超过某一值后填土中将发生主动破坏，某一值后填土中将发生主动破坏，某一值后填土中将发生主动破坏，某一值后填土中将发生主动破坏，压力成为直线分布，总压力作用压力成为直线分布，总压力作用压力成为直线分布，总压力作用压力成为直线分布，总压力作用点降至墙高的点降至墙高的点降至墙高的点降至墙高的1/31/31/31/3处。处。处。处。三、挡土墙位移对土压力分布的影响三、挡土墙位移对土压力分布的影响6 65 5 土压力问题的讨论土压力问题的讨论四、朗肯和库仑土压力

41、理论的比较四、朗肯和库仑土压力理论的比较（一）分析方法（一）分析方法区别 朗肯 库仑 极限平衡状态极限平衡状态与墙体接触的各单元体均处于极限平衡刚性楔体,滑面上处于极限平衡状态极限应力法 滑动楔体法6-5 6-5 库仑土压力理论库仑土压力理论（二）（二）应用条件应用条件朗肯朗肯库仑库仑1墙背光滑垂直墙背光滑垂直填土水平填土水平墙背、填土无限制墙背、填土无限制粘性土一般用图解法粘性土一般用图解法2坦墙坦墙坦墙坦墙四、朗肯和库仑土压力理论的比较四、朗肯和库仑土压力理论的比较6-5 6-5 库仑土压力理论库仑土压力理论（三）（三）计算误差计算误差-朗肯土压力理论朗肯土压力理论墙背垂直实际 d 0郎肯

42、主动土压力偏大郎肯主动土压力偏大郎肯被动郎肯被动土压力偏小土压力偏小四、朗肯和库仑土压力理论的比较四、朗肯和库仑土压力理论的比较6-5 6-5 库仑土压力理论库仑土压力理论（三）计算误差（三）计算误差-库伦土压力理论库伦土压力理论由于实际滑裂面不是平面由于实际滑裂面不是平面被动土压力误差大被动土压力误差大四、朗肯和库仑土压力理论的比较四、朗肯和库仑土压力理论的比较6-5 6-5 库仑土压力理论库仑土压力理论6 66 6 工程中挡土墙的土压力计算工程中挡土墙的土压力计算一、填土表面有局部均布荷载时的土压力计算一、填土表面有局部均布荷载时的土压力计算（一）均布荷载自墙后某一距离开始连续分布（一）均

43、布荷载自墙后某一距离开始连续分布（一）均布荷载自墙后某一距离开始连续分布（一）均布荷载自墙后某一距离开始连续分布66 工程中挡土墙的土压力计算工程中挡土墙的土压力计算一、填土表面有局部均布荷载时的土压力计算一、填土表面有局部均布荷载时的土压力计算（一）均布荷载自墙后某一距离开始连续分布（一）均布荷载自墙后某一距离开始连续分布（一）均布荷载自墙后某一距离开始连续分布（一）均布荷载自墙后某一距离开始连续分布（二）均布荷载分布在墙后某一宽度范围内（二）均布荷载分布在墙后某一宽度范围内（二）均布荷载分布在墙后某一宽度范围内（二）均布荷载分布在墙后某一宽度范围内66 工程中挡土墙的土压力计算工程中挡土墙

44、的土压力计算一、填土表面有局部均布荷载时的土压力计算一、填土表面有局部均布荷载时的土压力计算（二）均布荷载分布在墙后某一宽度范围内（二）均布荷载分布在墙后某一宽度范围内（二）均布荷载分布在墙后某一宽度范围内（二）均布荷载分布在墙后某一宽度范围内66 工程中挡土墙的土压力计算工程中挡土墙的土压力计算一、填土表面有局部均布荷载时的土压力计算一、填土表面有局部均布荷载时的土压力计算二、坦墙墙背上的土压力计算二、坦墙墙背上的土压力计算66 工程中挡土墙的土压力计算工程中挡土墙的土压力计算6 66 6 工程中挡土墙的土压力计算工程中挡土墙的土压力计算三、折线墙背上的土压力计算三、折线墙背上的土压力计算6

45、 66 6 工程中挡土墙的土压力计算工程中挡土墙的土压力计算四、开挖情况下的土压力计算四、开挖情况下的土压力计算开挖面较缓，滑动面只能发生开挖面较缓，滑动面只能发生开挖面较缓，滑动面只能发生开挖面较缓，滑动面只能发生在新填土中，按新填土的性质在新填土中，按新填土的性质在新填土中，按新填土的性质在新填土中，按新填土的性质计算土压力。计算土压力。计算土压力。计算土压力。开挖面较陡，墙后新填土受到开挖面较陡，墙后新填土受到开挖面较陡，墙后新填土受到开挖面较陡，墙后新填土受到限制不可能在新填土中出现库限制不可能在新填土中出现库限制不可能在新填土中出现库限制不可能在新填土中出现库仑理论的滑动面时，需份两

46、步仑理论的滑动面时，需份两步仑理论的滑动面时，需份两步仑理论的滑动面时，需份两步进行：先假定开挖面为滑动面，进行：先假定开挖面为滑动面，进行：先假定开挖面为滑动面，进行：先假定开挖面为滑动面，根据滑动土体的静力平衡条件根据滑动土体的静力平衡条件根据滑动土体的静力平衡条件根据滑动土体的静力平衡条件求得土压力；再假定墙后填土求得土压力；再假定墙后填土求得土压力；再假定墙后填土求得土压力；再假定墙后填土为均质体，以老填土的性质计为均质体，以老填土的性质计为均质体，以老填土的性质计为均质体，以老填土的性质计算土压力。主动土压力取较大算土压力。主动土压力取较大算土压力。主动土压力取较大算土压力。主动土压

47、力取较大值，被动土压力取较小值。值，被动土压力取较小值。值，被动土压力取较小值。值，被动土压力取较小值。6 66 6 工程中挡土墙的土压力计算工程中挡土墙的土压力计算五、地震时的土压力计算五、地震时的土压力计算（一）地震加速度（一）地震加速度（二）地震时的主动土压力（二）地震时的主动土压力66 工程中挡土墙的土压力计算工程中挡土墙的土压力计算五、地震时的土压力计算五、地震时的土压力计算（三）地震时的被动土压力（三）地震时的被动土压力66 工程中挡土墙的土压力计算工程中挡土墙的土压力计算五、地震时的土压力计算五、地震时的土压力计算本章总结本章总结挡土结构物挡土结构物土压力土压力 土压力性质土压力性质朗肯土压力理论朗肯土压力理论库伦土压力理论库伦土压力理论工程中挡土墙的土压力计算工程中挡土墙的土压力计算2023年3月2日222 谢谢谢谢！-结束-习题：习题：习题：习题：6 6 6 61 1 1 1，6 6 6 63 3 3 3，6 6 6 64 4 4 4，6 6 6 65 5 5 5