6 擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力

1、第六章第六章 擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力 土壓力概念 What is earth pressure? 土壓力的使用 Use of earth pressure 土壓力種類 Types of earth pressure 土壓力的計(jì)算 Earth pressure calculation1 概述概述2 靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力計(jì)算3 Rankine1857土壓力理論土壓力理論4 Coulomb1776土壓力理論土壓力理論5 土壓力問題的討論土壓力問題的討論6 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算7 支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算庫侖庫侖C. A. Co

2、ulomb(1736-1806)什么是擋土結(jié)構(gòu)物什么是擋土結(jié)構(gòu)物(Retaining structure)什么是土壓力什么是土壓力(Earth pressure)影響土壓力的因素影響土壓力的因素?fù)跬两Y(jié)構(gòu)物類型對(duì)土壓力分布的影響擋土結(jié)構(gòu)物類型對(duì)土壓力分布的影響6 61 1 概概 述述6 61 1 概概 述述擋土結(jié)構(gòu)物及其土壓力Rigid wall6 61 1 概概 述述隧道側(cè)墻隧道側(cè)墻邊坡?lián)鯄吰聯(lián)鯄蚺_(tái)橋臺(tái)碼頭碼頭基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)6 61 1 概概 述述一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）用來用來支撐支撐天然或人工斜坡不致坍塌以保持土天然或人工斜坡不致坍塌以保持土體體穩(wěn)定穩(wěn)

3、定性或使部分性或使部分側(cè)向側(cè)向荷載傳遞分散到填土荷載傳遞分散到填土上的一種結(jié)構(gòu)物。上的一種結(jié)構(gòu)物。6 61 1 概概 述述擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力由于土體自重、土上荷載或結(jié)構(gòu)物的側(cè)向由于土體自重、土上荷載或結(jié)構(gòu)物的側(cè)向擠壓作用，擋土結(jié)構(gòu)物所承受的來自墻后擠壓作用，擋土結(jié)構(gòu)物所承受的來自墻后填土的側(cè)向壓力。填土的側(cè)向壓力。一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）6 61 1 概概 述述為什么要計(jì)算土壓力？為什么要計(jì)算土壓力？ 土壓力是進(jìn)行擋土結(jié)構(gòu)物斷面設(shè)計(jì)和穩(wěn)定驗(yàn)算的重土壓力是進(jìn)行擋土結(jié)構(gòu)物斷面設(shè)計(jì)和穩(wěn)定驗(yàn)算的重要荷載。要荷載。擋土墻類型（按剛度及位移方式）擋土墻類型（按

4、剛度及位移方式）: : 1. 1.剛性擋土墻剛性擋土墻 2.2.柔性擋土墻柔性擋土墻一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）6 61 1 概概 述述剛性擋土墻剛性擋土墻L型型T型型預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力剛性加筋剛性加筋扶壁扶壁圬圬工工式式一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）6 61 1 概概 述述一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）6 61 1 概概 述述剛性擋土墻剛性擋土墻混凝土擋土墻及復(fù)合排水管混凝土擋土墻及復(fù)合排水管完工完工一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）6 61 1 概概 述述剛性擋土墻剛性擋土墻柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)錨桿錨桿板樁板樁板樁變形板樁

5、變形基坑支撐上的土壓力基坑支撐上的土壓力變形變形土壓力分布土壓力分布板樁上土壓力板樁上土壓力 實(shí)測實(shí)測 計(jì)算計(jì)算一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）6 61 1 概概 述述上海市外上海市外環(huán)過江隧環(huán)過江隧道道岸埋段基岸埋段基坑支撐坑支撐柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）6 61 1 概概 述述 無法打錨桿無法打錨桿相鄰建筑物的基相鄰建筑物的基礎(chǔ)較深礎(chǔ)較深地下管線地下管線內(nèi)支撐內(nèi)支撐柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）6 61 1 概概 述述二、土壓力的影響因素二、土壓力的影響因素1. 土的性質(zhì)土的性質(zhì)2. 擋

6、土墻的移動(dòng)方向擋土墻的移動(dòng)方向3. 擋土墻和土的相對(duì)位移量擋土墻和土的相對(duì)位移量4. 土體與墻之間的摩擦土體與墻之間的摩擦5. 擋土墻類型擋土墻類型（高度、剛度）（高度、剛度）6 61 1 概概 述述6 61 1 概概 述述二、位移對(duì)土壓力的影響及三種典型的土壓力二、位移對(duì)土壓力的影響及三種典型的土壓力土土壓壓力力離填土位移離填土位移向填土位移向填土位移0EaEpEABE靜止土壓力靜止土壓力：擋土墻完全沒有側(cè)向移動(dòng)（不產(chǎn)生位移和變：擋土墻完全沒有側(cè)向移動(dòng)（不產(chǎn)生位移和變形）時(shí)墻后填土作用于擋土墻上的土壓力。形）時(shí)墻后填土作用于擋土墻上的土壓力。以以E E0 0表示表示。主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力：擋

7、土墻背離填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或位移，墻后填土：擋土墻背離填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或位移，墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)作用于擋土墻上的土壓力。達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)作用于擋土墻上的土壓力。它是土壓它是土壓力中的最小值。以力中的最小值。以E Ea a表示表示。被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力：擋土墻向填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或位移，墻后填土達(dá)：擋土墻向填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或位移，墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)作用于擋土墻上的土壓力。到極限平衡狀態(tài)時(shí)作用于擋土墻上的土壓力。它是土壓力它是土壓力中的最大值。以中的最大值。以E Ep p表示表示。二、位移對(duì)土壓力的影響及三種典型的土壓力二、位移對(duì)土壓力的影響及三種典型的土壓力6 61 1 概概 述述在影響土壓力的諸

8、多因素中在影響土壓力的諸多因素中,墻體位移條件墻體位移條件是最主要的因素。是最主要的因素。墻體位移的方向和相對(duì)位移量決定著所產(chǎn)生墻體位移的方向和相對(duì)位移量決定著所產(chǎn)生的土壓力的性質(zhì)和土壓力的大小。的土壓力的性質(zhì)和土壓力的大小。三、土壓力類型三、土壓力類型6 61 1 概概 述述3.3.被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力（Passive earth pressure)（一）墻體位移和土壓力性質(zhì)（一）墻體位移和土壓力性質(zhì)1.1.靜止土壓力靜止土壓力（Earth pressure at rest)2.2.主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力（Active earth pressure)三、土壓力類型三、土壓力類型6 61 1 概

9、概 述述墻體位移對(duì)土壓力的影響墻體位移對(duì)土壓力的影響擋土墻所受土壓力的類型，擋土墻所受土壓力的類型，首先首先取決于墻體是否取決于墻體是否發(fā)生位移以及位移的方向。其中有三種特定情況下發(fā)生位移以及位移的方向。其中有三種特定情況下的土壓力，即靜止土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓的土壓力，即靜止土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力。力。擋土墻所受土壓力的大小并不是一個(gè)常數(shù)，而是擋土墻所受土壓力的大小并不是一個(gè)常數(shù)，而是隨位移量的隨位移量的變化變化而變化。而變化。（一）墻體位移和土壓力性質(zhì)（一）墻體位移和土壓力性質(zhì)三、土壓力類型三、土壓力類型6 61 1 概概 述述當(dāng)d =D/H=0 時(shí) （如地下室） E=E01

10、. 1. 靜止土壓力靜止土壓力15%15%0E0EaD DHHD DEp土壓力 E_ DDHHd +（一）墻體位移和土壓力性質(zhì)（一）墻體位移和土壓力性質(zhì)三、土壓力類型三、土壓力類型6 61 1 概概 述述2. 2. 主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力墻體墻體外移外移，土壓力逐漸土壓力逐漸減小減小，當(dāng)土體當(dāng)土體破壞破壞，達(dá)到，達(dá)到極極限平衡狀態(tài)限平衡狀態(tài)時(shí)所對(duì)應(yīng)時(shí)所對(duì)應(yīng)的土壓力的土壓力 ( (最小最小) )15%15%0E0EaD DHHD DEp土壓力 E_ DDHHd +（一）墻體位移和土壓力性質(zhì)（一）墻體位移和土壓力性質(zhì)三、土壓力類型三、土壓力類型6 61 1 概概 述述3. 3. 被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力

11、墻體墻體內(nèi)移內(nèi)移，土壓力逐漸土壓力逐漸增大增大，當(dāng)土體當(dāng)土體破壞破壞，達(dá)到達(dá)到極限平衡狀態(tài)極限平衡狀態(tài)時(shí)所對(duì)應(yīng)的土壓力時(shí)所對(duì)應(yīng)的土壓力( (最大最大) )15%15%0E0EaD DHHD DEp土壓力 E_ DDHHd +（一）墻體位移和土壓力性質(zhì)（一）墻體位移和土壓力性質(zhì)三、土壓力類型三、土壓力類型6 61 1 概概 述述三、土壓力類型三、土壓力類型6 61 1 概概 述述主動(dòng)土壓力 靜止土壓力 被動(dòng)土壓力三、土壓力類型三、土壓力類型6 61 1 概概 述述土壓力土壓力狀態(tài)狀態(tài)土的類別土的類別擋土墻擋土墻位移型式位移型式所需位移量所需位移量主主 動(dòng)動(dòng)砂土砂土平移平移0.001H繞墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)繞

12、墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)0.001H粘土粘土平移平移0.004H繞墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)繞墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)0.004H被被 動(dòng)動(dòng)砂土砂土平移平移0.05H繞墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)繞墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)0.1H本章要討論的中心問題本章要討論的中心問題剛性擋土墻剛性擋土墻上的土壓力性質(zhì)及土壓力計(jì)上的土壓力性質(zhì)及土壓力計(jì)算，包括土壓力的大小、方向、分布及算，包括土壓力的大小、方向、分布及合力作用點(diǎn)。合力作用點(diǎn)。6 61 1 概概 述述靜止土壓力系數(shù)靜止土壓力系數(shù)K K0 0對(duì)于側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)：對(duì)于側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)： p p0 0= = h h =K=K0 0 v v = = /(1- /(1- ) ) v v = = /(1- /(1- ) )* *z zK K0 0

13、= = /(1- /(1- ) ) 由于土的由于土的 很難確定，很難確定，K K0 0常用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算常用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 對(duì)于砂土、對(duì)于砂土、正常固結(jié)正常固結(jié)粘土：粘土：K K0 01-sin1-sin v v hhz可按土體處于可按土體處于側(cè)限條件下側(cè)限條件下彈性平衡狀態(tài)計(jì)算彈性平衡狀態(tài)計(jì)算 深基礎(chǔ)側(cè)墻/U形橋臺(tái)62 靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力計(jì)算 v v hhzvczz0hcxKz20012EKHHH/3K0H0E6 62 2 靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力計(jì)算一、一般情況（填土均質(zhì)且無地下水）一、一般情況（填土均質(zhì)且無地下水）00heKz v v hhzvczz00hcxeKz20012EKHHH

14、/3K0H0E6 62 2 靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力計(jì)算二、墻后填土中有地下水二、墻后填土中有地下水wwpz212wwPHwHwPH/322001122wwEEPKHH62 靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力計(jì)算22021021002121HKHHKHKE2221HPwwH1H2011kH16 62 2 靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力計(jì)算三、墻后填土為成層土三、墻后填土為成層土H2022k土層分界面處：土層分界面處：001 11()eKHA上墻趾處：墻趾處：0021122eKHH00211()eKHA下H1H201 11KH0211KH021122KHHA62 靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力計(jì)算1、墻后填土中有地下

15、水時(shí)，水下的重度應(yīng)取為浮容重 ； 靜止土壓力計(jì)算要點(diǎn)2、合力作用點(diǎn)位于圖形的形心處； 3、K0可由室內(nèi)或現(xiàn)場靜止側(cè)壓力試驗(yàn)測定；正常固結(jié)土的K0常小于1，超固結(jié)土和壓實(shí)填土K0可能會(huì)大于1；對(duì)于砂或正常固結(jié)粘土，可由下式確定： 4、需考慮墻背上的水壓力的作用； 0sin1kr靜止土壓力在均質(zhì)地基中隨深度呈直線分布；靜止土壓力在均質(zhì)地基中隨深度呈直線分布；靜止土壓力分布線的斜率是容重和靜止側(cè)壓力靜止土壓力分布線的斜率是容重和靜止側(cè)壓力系數(shù)的乘積；系數(shù)的乘積；靜止土壓力在土層的分界面上靜止土壓力在土層的分界面上一般一般會(huì)發(fā)生突變；會(huì)發(fā)生突變；靜止土壓力在地下水位處發(fā)生轉(zhuǎn)折；靜止土壓力在地下水位處發(fā)

16、生轉(zhuǎn)折；地下水位以下的土體在計(jì)算靜止土壓力時(shí)用浮地下水位以下的土體在計(jì)算靜止土壓力時(shí)用浮容重；容重；當(dāng)?shù)叵滤桓哂趽跬两Y(jié)構(gòu)物的基底面時(shí)，擋土當(dāng)?shù)叵滤桓哂趽跬两Y(jié)構(gòu)物的基底面時(shí)，擋土結(jié)構(gòu)物除受到其后填土的土壓力作用外，還會(huì)結(jié)構(gòu)物除受到其后填土的土壓力作用外，還會(huì)受到受到水壓力水壓力的作用。的作用。6 62 2 靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力計(jì)算abce0a=10KPae0b=64KPae0c=82.4KPaE0Pw1857年墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，與墻背接觸的任一土單元體都處于極限平衡狀態(tài)，根據(jù)土單元體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)應(yīng)力所滿足的條件來建立土壓力的計(jì)算公式。 基本假定：1、土體是表面水平的半無限

17、體； 2、墻背豎直光滑；假設(shè)的目的是使墻后填土在水平方向和豎直方向?yàn)橹鲬?yīng)力方向；一、基本原理和假定（土單元體極限平衡狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力條件）63 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論6-3 6-3 朗肯朗肯( (RankineRankine) )土壓力理論土壓力理論一、基本原理和基本假定一、基本原理和基本假定 z z xxz被動(dòng)被動(dòng)eaK0zzzK0zep主動(dòng)主動(dòng) zK0zzea主動(dòng)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)主動(dòng)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)6-3 6-3 朗肯朗肯( (RankineRankine) )土壓力理論土壓力理論一、基本原理和基本假定一、基本原理和基本假定被動(dòng)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)被動(dòng)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)6-3 6-3 朗肯朗肯

18、( (RankineRankine) )土壓力理論土壓力理論一、基本原理和基本假定一、基本原理和基本假定zK0zep0452m m n n x二、朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算二、朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算(一一)基本計(jì)算公式基本計(jì)算公式6-3 6-3 朗肯朗肯( (RankineRankine) )土壓力理論土壓力理論eaK0zz1fz3 fxae200tan452tan 4522azec20tan452aK20031tan452tan 4522ffc主動(dòng)土壓主動(dòng)土壓力系數(shù)力系數(shù)二、朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算二、朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算(二二)無粘性土的主動(dòng)土壓力計(jì)算公式無粘性土的主動(dòng)土壓力計(jì)算公式6-3 6-3 朗肯朗肯(

19、 (RankineRankine) )土壓力理論土壓力理論zz0c aaezK212aaEH KHH/3HKa45/2z二、朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算二、朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算(二二)無粘性土的主動(dòng)土壓力計(jì)算公式無粘性土的主動(dòng)土壓力計(jì)算公式6-3 6-3 朗肯朗肯( (RankineRankine) )土壓力理論土壓力理論zzq0c aaezq K212aaaEH KqHKHqHKaqKazaE二、朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算二、朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算(三三) 粘性土的主動(dòng)土壓力計(jì)算公式粘性土的主動(dòng)土壓力計(jì)算公式6-3 6-3 朗肯朗肯( (RankineRankine) )土壓力理論土壓力理論zz0c 2aaaezK

20、c K02aczKHHKaz2ac Kz02012aaEHzK主主動(dòng)動(dòng)區(qū)區(qū)aE03Hz二、朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算二、朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算(三三) 粘性土的主動(dòng)土壓力計(jì)算公式粘性土的主動(dòng)土壓力計(jì)算公式6-3 6-3 朗肯朗肯( (RankineRankine) )土壓力理論土壓力理論zzq2aaaaezKqKc K02acqzKHHKazz02122aaaaEH KqHKcHKaq K2ac K2acKqaE三、朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算三、朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算(一一) 基本計(jì)算公式基本計(jì)算公式6-3 6-3 朗肯朗肯( (RankineRankine) )土壓力理論土壓力理論zK0zep3 fz1fxpe20

21、0tan452tan 4522pzec20tan452pK被動(dòng)土壓被動(dòng)土壓力系數(shù)力系數(shù)(二二)無粘性土的被動(dòng)土壓力計(jì)算無粘性土的被動(dòng)土壓力計(jì)算6-3 6-3 朗肯朗肯( (RankineRankine) )土壓力理論土壓力理論zz0c ppezK212ppEH KH H/3HKp45/290+三、朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算三、朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算z(二二)無粘性土的被動(dòng)土壓力計(jì)算無粘性土的被動(dòng)土壓力計(jì)算6-3 6-3 朗肯朗肯( (RankineRankine) )土壓力理論土壓力理論zzq0c pppezKqK212pppEH KqHKHqzHKpqKp三、朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算三、朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算pE

22、(三三)粘性土的被動(dòng)土壓力計(jì)算粘性土的被動(dòng)土壓力計(jì)算6-3 6-3 朗肯朗肯( (RankineRankine) )土壓力理論土壓力理論zz0c 2pppezKc K2122pppEH KcHK三、朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算三、朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算HzHKp2cKppE(三三)粘性土的被動(dòng)土壓力計(jì)算粘性土的被動(dòng)土壓力計(jì)算6-3 6-3 朗肯朗肯( (RankineRankine) )土壓力理論土壓力理論zzq0c 2ppppezKqKc K2122ppppEH KqHKcHKHqz三、朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算三、朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算2pc KpqKpHKpE四、四、 填土中有地下水時(shí)的土壓力計(jì)算填土中有地下水時(shí)

23、的土壓力計(jì)算作用于墻上的總壓力 注意點(diǎn)：地下水位之下用浮容重；墻背總壓力包含水壓力；(ea)B(ea)CE=EaEa63 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論五、填土為成層土?xí)r的土壓力計(jì)算五、填土為成層土?xí)r的土壓力計(jì)算注意點(diǎn)：1.各層土重度不同; 2.各層土的粘聚力和內(nèi)摩擦角不同；layer1layer212(ea)1(ea)2C19.8kPar116kN/m32m3mq20kpaFAr218kN/m3C214.7kPa例：求作用于墻上的總的主動(dòng)土壓力的大小和位置63 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論例例6-2：解：第一層土的主動(dòng)土壓力系數(shù)為 第二層土的主動(dòng)土壓力系數(shù)為 判別拉力區(qū)：第一層土 第二層土 故

24、第二層土中沒有拉力區(qū)；49. 0)2/45(121 tgKa568. 0)2/45(222 tgKamqKcza50. 0162049. 0168 . 921211101mHqKcza72. 01821620568. 0187 .14222112220163 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論土中各點(diǎn)的主動(dòng)土壓力：B：F點(diǎn)交界面上：F點(diǎn)交界面下：A：kPaKcqKeaaa92. 349. 08 . 9249. 02021111kPaKcKHqKeaaa76.1149. 08 . 9249. 021649. 0202111a1112kPaKcKHqKeaaa38. 7568. 07 .142568.

25、0216568. 020222a21123kPaKcKHHqKeaaa05.38568. 07 .142568. 0318216568. 020222a2221124）（）（63 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論FA3mq20kpa2m主動(dòng)土壓力分布63 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論第一層總的主動(dòng)土壓力第二層總的主動(dòng)土壓力整個(gè)墻上的總的主動(dòng)土壓力由 和 對(duì)A點(diǎn)的矩相等，可得 的作用點(diǎn)在A點(diǎn)以上的距離為1.43m。m/k82. 849. 05 . 021621z2121a201111aNKHE）（）（m/k15.683205.3838. 72ee24a3a2aNHEmkNEEEaa/97.7621a

26、1aE2aEaEaE63 朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論6-3 6-3 朗肯朗肯( (RankineRankine) )土壓力理論土壓力理論總結(jié)：總結(jié)：土壓力在均質(zhì)地基中隨深度呈直線分布；土壓力在均質(zhì)地基中隨深度呈直線分布；土壓力分布線的斜率是容重和土壓力系數(shù)的乘積；土壓力分布線的斜率是容重和土壓力系數(shù)的乘積；土壓力在土層的分界面上土壓力在土層的分界面上一般一般會(huì)發(fā)生突變；會(huì)發(fā)生突變；土壓力在地下水位處發(fā)生轉(zhuǎn)折，地下水位以下土體土壓力在地下水位處發(fā)生轉(zhuǎn)折，地下水位以下土體的容重用浮容重；的容重用浮容重；當(dāng)?shù)叵滤桓哂趽跬两Y(jié)構(gòu)物的基底面時(shí)，擋土結(jié)構(gòu)當(dāng)?shù)叵滤桓哂趽跬两Y(jié)構(gòu)物的基底面時(shí)，擋土結(jié)構(gòu)物除受

27、到其后填土的土壓力作用外，還會(huì)受到水壓物除受到其后填土的土壓力作用外，還會(huì)受到水壓力的作用。力的作用。 如果墻背不垂直、粗糙如果墻背不垂直、粗糙 墻后填土表面不水平墻后填土表面不水平 如何計(jì)算擋土墻后的土壓力？如何計(jì)算擋土墻后的土壓力？6-4 6-4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論6-4 6-4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論ABCED一、基本原理和基本假定一、基本原理和基本假定1776年，庫侖土壓力理論以整個(gè)滑動(dòng)土體上力的平衡條件來確定土壓力。假設(shè)假設(shè)：填土為干的無粘性土；滑動(dòng)面為平面；滑動(dòng)體為剛性體；作用于滑動(dòng)土體ABC上的作用力有：二、無粘性土主動(dòng)土壓力二、無粘性土主動(dòng)土壓力1、ABC的重量

28、；2、破壞面AC上的反力；3、墻背AB對(duì)滑動(dòng)土體的反力E；64 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論6-4 6-4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論二、無粘性土主動(dòng)土壓力計(jì)算二、無粘性土主動(dòng)土壓力計(jì)算CABHRWE0RWE0090由正弦定理：二、無粘性土主動(dòng)土壓力二、無粘性土主動(dòng)土壓力)90sin()sin(0WEa)sin(cos)90sin()90sin(2122HSWABC)cos()sin(cos)sin()cos()cos(21022HEa90時(shí) ，所以在 和 之間存在一個(gè)最大值，該值即為所求的主動(dòng)土壓力； 0P90E隨破壞面傾角的變化情況： 或)cos()sin(cos)sin()cos()c

29、os(21022HEa二、無粘性土主動(dòng)土壓力二、無粘性土主動(dòng)土壓力用下式對(duì) 求導(dǎo)：0ddE墻背上總的庫侖主動(dòng)土壓力為：a221KHEa)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cos00022aK庫侖主動(dòng)土壓力系數(shù)決定于 具體數(shù)值可參見有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)；0變化變化 , ,取若干滑裂面取若干滑裂面, ,使使E E最大最大dE/ddE/d =0, =0, 求得求得 ，實(shí)際發(fā)生的真正滑動(dòng)面實(shí)際發(fā)生的真正滑動(dòng)面6-4 6-4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論RWE0090212aaEH K二、無粘性土主動(dòng)土壓力計(jì)算二、無粘性土主動(dòng)土壓力計(jì)算ABHaHKaE3H)cos()cos()sin(

30、)sin(1)cos(cos)(cos00022aK影響因素分析影響因素分析由上式：1、 大， 小；2、 大， ??；3、 為正且其值越大， 大； 為負(fù)且其值越小， 小；4、 大， 大，但 時(shí)，上式不適用；aKaKaKaKaKaK0土壓力分布規(guī)律土壓力分布規(guī)律 由上式可以推定：庫侖主動(dòng)土壓力沿墻高按直線分布，沿墻高的強(qiáng)度為 沿墻背的強(qiáng)度為 總的土壓力的大小等于壓力分布圖的面積，其方向與墻背法線方向成 角，作用點(diǎn)在墻高的1/3處。a221KHEAazKrHKarHKacos沿墻背分布沿墻高分布當(dāng) 時(shí)即，特定條件下，朗肯土壓力是庫侖土壓力理論的一個(gè)特例；0, 0, 00)2/45(2a tgKcos

31、zaK三、無粘性土被動(dòng)土壓力三、無粘性土被動(dòng)土壓力 若擋土墻向著填土方向擠壓而使填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，填土將出現(xiàn)另一種破壞面； 滑動(dòng)趨勢/摩擦力方向墻背上總的被動(dòng)土壓力的計(jì)算公式如下：式中 庫侖理論的被動(dòng)土壓力系數(shù)，決定于 。可由有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得。變化變化 , ,取若干滑裂面取若干滑裂面, ,使使E E最小最小, ,得得 ，滑動(dòng)土體所受的阻力最小，最容易被向上堆出滑動(dòng)土體所受的阻力最小，最容易被向上堆出庫爾曼圖解法(C. Culmann) 填土表面是折線或曲線 不用解析解而是圖解法 W,R,E力矢三角形 一系列三角形，E最大值庫倫土壓力計(jì)算公式是基于填土表面為平面的假定建立的，若填土表庫倫土

32、壓力計(jì)算公式是基于填土表面為平面的假定建立的，若填土表面不是平面，而是折線或曲線狀時(shí)，就不能應(yīng)用前述解析解直接計(jì)算，面不是平面，而是折線或曲線狀時(shí)，就不能應(yīng)用前述解析解直接計(jì)算，此時(shí)可以用圖解法。此時(shí)可以用圖解法。庫爾曼圖解法是其中的一種，由庫爾曼在庫爾曼圖解法是其中的一種，由庫爾曼在1875年提出的、目前較常用年提出的、目前較常用的圖解方法。的圖解方法。圖解法的思路：假定圖解法的思路：假定一系列的破壞面一系列的破壞面，分別作出相應(yīng)的力矢三角形，分別作出相應(yīng)的力矢三角形，可以直接由作圖確定出相應(yīng)可以直接由作圖確定出相應(yīng)P P值，則值，則所有所有P P值中的最大值值中的最大值就是總的主動(dòng)就是總的

33、主動(dòng)土壓力土壓力E Ea a。 庫爾曼圖解法步驟L LF FC4C4A AB BC1C1C2C2C3C3 C Cn1n1m1m1n2n2n3n3n4n4m2m2m3m3m4m4m mn n0090 1過墻腳A點(diǎn)作輔助線AF，與水平線的夾角為，再引輔助線AL，與AF的夾角為9000 ； 2假定一破壞面AC1，計(jì)算滑動(dòng)土體ABC1的重量W1，并按一定的比例在AF線截取線段An1等于W1，自n1點(diǎn)引AL的平行線交AC1線于m1點(diǎn)，則m1n1的長度就表示破壞面為AC1時(shí)的土壓力P1； 3同理，假定其它若干破壞面AC2 ，AC3，重復(fù)以上步驟，得到n2 、n3 及m 2 、m 3等點(diǎn)； 4將m1、m2、

34、m3各點(diǎn)連成曲線，作該曲線與AF平行的切線，得到切點(diǎn)m，再過m點(diǎn)作與AL平行的直線交AF線于n點(diǎn)，則mn的長度就表示所求的總的主動(dòng)土壓力Ea。 5連m點(diǎn)和A點(diǎn)并延長得AC，AC就是破壞面。 0090PRWPRW旋轉(zhuǎn)090庫爾曼圖解法主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)OO0aEABC思考：可以用圖解法求被動(dòng)土壓力嗎？五、有超載作用時(shí)的土壓力計(jì)算五、有超載作用時(shí)的土壓力計(jì)算6-4 6-4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論CABHWE0qRQRWE0090Q以主動(dòng)土壓力計(jì)算為例以主動(dòng)土壓力計(jì)算為例五、有超載作用時(shí)的土壓力計(jì)算五、有超載作用時(shí)的土壓力計(jì)算6-4 6-4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論cos()cossin()

35、qHQqBC0()sin()sin(90)WQE2201coscos() cos()sin()2cos()cossin()cos()EHqH2cos1cos()2aaaEqHKH K五、有超載作用時(shí)的土壓力計(jì)算五、有超載作用時(shí)的土壓力計(jì)算6-4 6-4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論2cos1cos()2aaaEqHKH KABHaHKcoscos()aqK粘性土，地下水對(duì)土壓力的影響1. 粘性填土aKrcz20 W，R，E，C0，C 閉合的力矢多邊形 主動(dòng)壓力：拉應(yīng)力區(qū)深度 粘聚力rqKrcza20)sin(cos)cos( cHCcos/0HcC 粘性土，地下水對(duì)土壓力的影響粘性土，地下水對(duì)

36、土壓力的影響2. 地下水 浮重度 抗剪強(qiáng)度減小 一系列滑動(dòng)面，找最大值 靜水壓力和動(dòng)水滲流力粘性土，地下水對(duì)土壓力的影響一、朗肯土壓力理論優(yōu)缺點(diǎn)1.朗肯理論基于土單元體的應(yīng)力極限平衡條件得出；計(jì)算簡單，使用方便；2.假設(shè)墻背豎直、光滑、填土表面水平；假設(shè)條件較苛刻，應(yīng)用受到限制，工程中多用于擋土樁、板樁、錨樁等的土壓力計(jì)算；3.朗肯理論忽略了墻背與填土之間的相互作用，使得計(jì)算的主動(dòng)土壓力偏大，而被動(dòng)土壓力偏??；65 土壓力問題的討論土壓力問題的討論1.庫侖土壓力理論是基于滑動(dòng)塊體的靜力平衡條件建立的；2.假定破壞面是通過墻踵的平面；3.適用范圍廣，可用于填土面形狀任意、墻背傾斜的情況，并可以考

37、慮墻背的實(shí)際摩擦角；4.墻背與填土間摩擦角較大時(shí)，滑動(dòng)面是曲面；若墻背傾角不大（15度），墻背與土體間摩擦角較?。?0朗肯主動(dòng)土壓力偏大朗肯主動(dòng)土壓力偏大朗肯被動(dòng)朗肯被動(dòng)土壓力偏小土壓力偏小RE庫倫WE郎肯dWRdE郎肯E庫倫朗肯和庫侖土壓力理論的比較朗肯和庫侖土壓力理論的比較65 土壓力問題的討論土壓力問題的討論（三）計(jì)算誤差（三）計(jì)算誤差-庫倫土壓力理論庫倫土壓力理論由于實(shí)際滑裂面不一定是平面由于實(shí)際滑裂面不一定是平面主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力偏小偏小不一定是最不一定是最大大值值被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力偏大偏大不一定是最不一定是最小小值值朗肯和庫侖土壓力理論的比較朗肯和庫侖土壓力理論的比較65 土壓

38、力問題的討論土壓力問題的討論（三）計(jì)算誤差（三）計(jì)算誤差-與理論計(jì)算值比較與理論計(jì)算值比較四、朗肯和庫侖土壓力理論的比較四、朗肯和庫侖土壓力理論的比較65 土壓力問題的討論土壓力問題的討論（三）（三） 計(jì)算誤差計(jì)算誤差-與理論計(jì)算值比較與理論計(jì)算值比較被被動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力系系數(shù)數(shù)Kp( = =0)d=0d=/2d=計(jì)算理論204020402040Sokolovsky(精確)2.044.602.559.693.0418.2Rankine(朗肯)2.044.602.044.602.044.60Conlomb(庫侖)2.044.602.6311.73.4392.3朗肯和庫侖土壓力理論的比較朗肯和庫侖

39、土壓力理論的比較65 土壓力問題的討論土壓力問題的討論（三）計(jì)算誤差（三）計(jì)算誤差-與理論計(jì)算值比較與理論計(jì)算值比較d d=0 =0 滑裂面是直線，三種理論計(jì)算滑裂面是直線，三種理論計(jì)算Ka, Ka, KpKp相同相同dd0 0 Ka Ka 朗肯偏大朗肯偏大10%10%左右，工程偏安全左右，工程偏安全庫侖偏小一些（可忽略庫侖偏小一些（可忽略) )； KpKp朗肯偏小可達(dá)幾倍；朗肯偏小可達(dá)幾倍；庫侖偏大可達(dá)幾倍庫侖偏大可達(dá)幾倍; ;在實(shí)際工程問題中，土壓力計(jì)算是比較復(fù)雜的。在實(shí)際工程問題中，土壓力計(jì)算是比較復(fù)雜的。RE庫 倫WE郎 肯dRE庫倫WE郎肯d朗肯和庫侖土壓力理論的比較朗肯和庫侖土壓力

40、理論的比較65 土壓力問題的討論土壓力問題的討論前述三種典型土壓力確定方法，那么進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)時(shí)如何選擇土壓力？1.基巖剛度大、地下結(jié)構(gòu)的側(cè)墻，剛度大頂無側(cè)移，小位移不足以產(chǎn)生主動(dòng)破壞；2.擋土墻在墻后填土自重等作用下產(chǎn)生離開填土方向的位移，使墻后填土達(dá)到了極限平衡狀態(tài)，可按主動(dòng)土壓力計(jì)算。墻遠(yuǎn)離土位移達(dá)墻高0.1-0.3%；3. 擠土移動(dòng)，2-5% ；驗(yàn)算擋墻穩(wěn)定性取被動(dòng)土壓力的30%。二、三種力的選擇65 土壓力問題的討論土壓力問題的討論三、擋土墻位移對(duì)土壓力分布的影響下端不動(dòng)，上端向外移動(dòng)；直線分布，主動(dòng)破壞。下端不動(dòng)，上端向外移動(dòng)；直線分布，主動(dòng)破壞。上端不動(dòng)，下端向外移動(dòng)；曲線分布，

41、不會(huì)主動(dòng)破壞（極值在土體內(nèi)部）。上端不動(dòng)，下端向外移動(dòng)；曲線分布，不會(huì)主動(dòng)破壞（極值在土體內(nèi)部）。同時(shí)移動(dòng)，曲線分布，主動(dòng)破壞與否與位移大小有關(guān)。同時(shí)移動(dòng)，曲線分布，主動(dòng)破壞與否與位移大小有關(guān)。65 土壓力問題的討論土壓力問題的討論幾種工程中常見的土壓力計(jì)算幾種工程中常見的土壓力計(jì)算一一. . 填土上有荷載填土上有荷載二二. . 成層填土情況成層填土情況三三. . 填土中有水填土中有水四四. . 坦墻坦墻五五. . 墻背形狀有變化墻背形狀有變化六六. . 墻后填土受限制墻后填土受限制考慮地震情況，等等考慮地震情況，等等66 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算一、填土表面上有局部均

42、布荷載時(shí)的土壓力計(jì)算ABCDOqcdeafE方法一2/452/45（一）均布荷載自墻后某一距離開始連續(xù)分布66 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算（二）均布荷載分布在墻后某一寬度范圍內(nèi)一、填土表面上有局部均布荷載時(shí)的土壓力計(jì)算ABCDOqcdeafE2/4566 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算方法二一句話：荷載位置與墻體壓力變化位置二、坦墻墻背上的土壓力墻背傾角較大時(shí)，填土中產(chǎn)生第二滑動(dòng)面若采用庫侖理論，計(jì)算復(fù)雜，可用朗肯理論簡化處理；BA填土面計(jì)算面2/4566 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算a acr=45o- /2BA填土面WEaEaA計(jì)

43、算面假定AB面為光滑面，求得該面上的主動(dòng)土壓力Ea，墻背的土壓力即為AAB的重量W和Ea的合力；22aa）（WEE作用線與水平線的夾角為 ，Ea作用點(diǎn)在墻底以上1/3墻高處；tgaEW二、坦墻墻背上的土壓力66 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算一句話：混合方法三、折線墻背上的土壓力先以BC面為墻背計(jì)算作用于BC面上土壓力E1，方向與BC法線向成摩擦角，作用于B點(diǎn)以上1/3BC處再將AB延長至填土表面，交填土表面于C點(diǎn)，再以ABC為墻背計(jì)算作用在AB面上的土壓力E2，方向與AB法線方向成摩擦角；最后將E1和E2疊加，可得墻上的總壓力；ABCCE2E166 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算

44、工程中擋土墻的土壓力計(jì)算CABDdEa1AD Ea2CB12aaaEEE三、折線墻背上的土壓力66 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算三、折線墻背上的土壓力66 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算帶卸荷臺(tái)的擋土墻土壓力四、開挖情況下的土壓力根據(jù)開挖面的傾角區(qū)別對(duì)待：1.開挖面較緩，滑動(dòng)只會(huì)發(fā)生于新填土中，用前述方法按新填土的性質(zhì)計(jì)算土壓力；2.開挖面較陡，不可能在新填土中產(chǎn)生庫侖理論的滑動(dòng)面，此時(shí)先假定開挖面為滑動(dòng)面根據(jù)滑動(dòng)土體靜力平衡條件求得土壓力；再假定墻后土體為均質(zhì)體，以老填土的性質(zhì)計(jì)算土壓力，最后對(duì)兩者進(jìn)行比較；對(duì)主動(dòng)土壓力取大值，對(duì)被動(dòng)土壓力取小值；66

45、工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算66 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算BAC填土 2 f f2 c2老土 1 f f1 c1滑裂面滑裂面BCBC可能的位置可能的位置(1) BC(1) BC在填土中在填土中(2) BC(2) BC在老土中在老土中(3) BC(3) BC在界面上在界面上墻后填土受限制墻后填土受限制五、地震時(shí)的土壓力地震時(shí)的土壓力計(jì)算常用擬靜力法，利用地震系數(shù)將靜力問題擴(kuò)大到動(dòng)力問題中；兩種方法：（一）物部岡部公式將地震產(chǎn)生的慣性力施加到滑動(dòng)土體上，再與滑動(dòng)土體的土重組合成一個(gè)等代重量，最后按靜力問題的庫侖土壓力理論來計(jì)算。66 工程中擋土墻的土壓力

46、計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算物部岡部公式地震主動(dòng)土壓力將墻和填土逆向旋轉(zhuǎn) 角，墻高H換為 填土重度 換為 ，填土表面均布荷載 換為 ，填土坡度換為 ，墻背的傾角換為 ；再按前述的庫侖土壓力理論即可計(jì)算。被動(dòng)土壓力將墻和填土順時(shí)針選擇 角即可；cos/ )(cosHsec)1 (vkqsec)1 (vkq66 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算地震時(shí)的主動(dòng)土壓力地震時(shí)的主動(dòng)土壓力2cos(1)2cos()aevaeHEkqHK 222000cos ()sin()sin()cos coscos() 1cos()cos()aeK 地震情況下的動(dòng)土壓力地震情況下的動(dòng)土壓力66 工程中擋土

47、墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算 BA A 1secvgkH q1secvqk1secvk2cos(1)2cos()pevpeHEkqHK222000cos ()sin()sin()coscoscos() 1cos()cos()peK地震時(shí)的被動(dòng)土壓力地震時(shí)的被動(dòng)土壓力地震情況下的動(dòng)土壓力地震情況下的動(dòng)土壓力66 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算物部岡部公式應(yīng)用不方便；可通過一些經(jīng)驗(yàn)系數(shù)加以簡化。如水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范采用綜合影響系數(shù)和地震動(dòng)土壓力系數(shù)，水平向地震作用下的總土壓力如下：（二）簡化方法sezheEtgCCkE)1 (zCeChksE +和-號(hào)分別對(duì)應(yīng)于主動(dòng)

48、和被動(dòng)土壓力； 綜合影響系數(shù)，取1/4； 地震動(dòng)土壓力系數(shù)，與填土的坡度和填土的內(nèi)摩擦角有關(guān)，查表6-1； 水平向地震系數(shù)，與設(shè)計(jì)烈度有關(guān)，按表6-2選用； 靜土壓力，分別對(duì)應(yīng)于主被動(dòng)情況； 填土中有地下水時(shí)：1.水下用浮容重 ；2.水下地震系數(shù)乘以 ；)/(wsatsat66 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算例題6-4AB填土面5m 403m/k18 N30試用朗肯理論求總的試用朗肯理論求總的主動(dòng)土壓力的大小及主動(dòng)土壓力的大小及其作用點(diǎn)的位置？其作用點(diǎn)的位置？66 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算 自A點(diǎn)作豎直線AC，由朗肯理論求AC面上的主動(dòng)土壓力：例題6-

49、4a2a21KHE30tg5182122m/k75 N 墻背AB與豎線AC間填土的重量為： 作用于墻背AB上的總的主動(dòng)土壓力為： 作用點(diǎn)在墻底以上的高度及與水平面的夾角為：mkNHW/8 .18840tg51821tg2122mkNWEEaa/203)()(22my67. 13568758 .188arctgEWarctga66 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算E a W E a填 土 面BCA1.67mD例題6-4 6866 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算工程中擋土墻的土壓力計(jì)算一、板樁墻上的土壓力計(jì)算一、板樁墻上的土壓力計(jì)算板樁墻常用作基坑開挖中的圍護(hù)結(jié)構(gòu)：1.具有重量輕的特點(diǎn)，

50、其自重較側(cè)向土壓力來說可忽略不計(jì)；2.是一種柔性結(jié)構(gòu)，在側(cè)向土壓力作用下易產(chǎn)生彎曲變形，變形大小與板樁墻的入土深度和結(jié)構(gòu)形式有關(guān)；3.土壓力分布復(fù)雜，無嚴(yán)格理論計(jì)算，主要采用朗肯理論加以修正后近似確定；67 支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算填土面墻后土體板樁入土深度板樁入土深度填土面錨定板錨桿板樁地面橫撐地面（a）懸臂式（b）錨著式（c）支撐式板樁墻分類：懸臂式板樁墻、錨著式板樁墻、支擋式板樁墻（多/支撐）三類；67 支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算（一）懸臂式板樁墻土壓力計(jì)算（一）懸臂式板樁墻土壓力計(jì)算C1.BC段墻前土壓力折減一半；2.CD段兩側(cè)土壓力相減后

51、以集中力Ep2作用于D點(diǎn)；3.由MD0求出墻的入土深度d1，及墻身的最大內(nèi)力點(diǎn)；4.將計(jì)算得到的d1增大20作為板樁的實(shí)際入土深度；67 支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算（二）錨著式板樁墻土壓力計(jì)算（二）錨著式板樁墻土壓力計(jì)算錨著式板樁墻的受力類似于有兩個(gè)支承點(diǎn)的梁，上端支承點(diǎn)位于錨桿處，下端支承點(diǎn)的情況則與板樁的入土深度有關(guān)；根據(jù)入土深度的大小采用不同的計(jì)算形式；可分為：固定端板樁、自由端板樁；67 支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算a.自由端板樁的土壓力計(jì)算1.BD段墻前土壓力為被動(dòng)土壓力；2.AD段墻后為主動(dòng)土壓力；3.由Mo0求出墻的入土深度d，由H0求出

52、錨桿拉力Ra；4.求墻身的最大彎矩和剪力；67 支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算b.固定端板樁的土壓力計(jì)算1.C點(diǎn)的位置由ea=ep確定；2.對(duì)AC段Mo0確定出C點(diǎn)處的剪力Qc；3.由CD1段MD10求出CD1段的長度；4.由AC段對(duì)Mc0確定出錨桿的拉力Ra；樁身最大彎矩點(diǎn)及位置仍按該截面剪力為零的特點(diǎn)確定；67 支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算（三）多支撐板樁墻土壓力計(jì)算（三）多支撐板樁墻土壓力計(jì)算基坑開挖深度較深，為減小墻的位移；失穩(wěn)形式墻下端向坑內(nèi)傾斜；墻后土壓力介于主動(dòng)土壓力和靜止土壓力之間，分布類似于拋物線；67 支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算支擋結(jié)構(gòu)物

53、上的土壓力計(jì)算多支撐板樁墻土壓力分布砂土 rH/Cu6粘土 rH/Cu4粘土 0.65rHKa (rH-4mCu) (0.20.4)rH 67 支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算多支撐板樁墻計(jì)算（入土深度、支撐反力、樁身最大彎矩及位置）方法一方法一（二分之一分割法）（二分之一分割法）：將各道支撐間的距離等分，假定每個(gè)支撐承擔(dān)相鄰兩個(gè)半跨的側(cè)土壓力來確定支撐的反力，從而確定出樁的入土深度；方法二（分段等值梁法）方法二（分段等值梁法）：分段等值梁法假設(shè)各道支撐隨開挖逐級(jí)施加，每加一道支撐向下開挖一段，將位于上部支撐點(diǎn)和插入段彎矩零點(diǎn)之間的樁身作為簡支梁計(jì)算，彎矩零點(diǎn)位置按單支撐方法確定，由對(duì)彎矩零點(diǎn)的力矩平衡來確定出支撐點(diǎn)的反力；計(jì)算下一道支撐時(shí)認(rèn)為已施工支撐的反力不變；67 支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算加筋土擋墻