擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力三

擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力概述在港口、水利、路橋及房屋建筑等工程中，擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）是一種常見的建筑物。擋土結(jié)構(gòu)物的作用是用來擋住墻后的填土并承受來自填土的壓力。土體作用在擋土結(jié)構(gòu)物上的壓力稱為土壓力本章的任務(wù)是討論土壓力的大小和分布規(guī)律的確定方法概述概述概述概述概述概述概述位移對土壓力的影響及三種土壓力土壓力的大小和分布規(guī)律不僅與擋土墻的高度、填土的性質(zhì)有關(guān)還與擋土墻的剛度及其位移關(guān)系密切主動被動位移對土土壓力的的影響及及三種土土壓力靜止土壓壓力E0擋土墻為為剛性不不動時，，土處于于靜止?fàn)顮顟B(tài)不產(chǎn)產(chǎn)生位移移和變形形，此時時作用在在擋土墻墻上的土土壓力。。主動土壓壓力Ea擋土墻背背離填土土方向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動或移移動時，，隨著位位移量的的逐漸增增加，墻墻后土體體受到的的土壓力力逐漸減減小，當(dāng)當(dāng)墻后填填土達(dá)到到極限平平衡狀態(tài)態(tài)時，土土壓力降降為最小小值，這這是作用用在擋土土墻上的的土壓力力。被動土壓壓力Ep擋土墻向向著填土土方向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動或移移動時，，隨著位位移量的的逐漸增增加，墻墻后土體體受到擠擠壓而引引起土壓壓力逐漸漸增大，，當(dāng)墻后后填土達(dá)達(dá)到極限限平衡狀狀態(tài)時，，土壓力力增大為為最大值值，這是是作用在在擋土墻墻上的土土壓力。。靜止土壓壓力計(jì)算算靜止土壓壓力只發(fā)發(fā)生在擋擋土墻為為剛性，，強(qiáng)體不不發(fā)生任任何位移移的情況況，實(shí)際際工程中中，作用用在深基基礎(chǔ)側(cè)墻墻或者U形橋臺臺上土壓壓力，可可近似看看作靜止止土壓力力。按照水平平向自重重應(yīng)力的的計(jì)算公公式確定定靜止土壓壓力計(jì)算算若墻后填填土為均均勻體，，則單位位面積上上靜止土土壓力為為靜止土壓壓力合力力為1/3H靜止土壓壓力計(jì)算算若墻后填填土中有有地下水水，則計(jì)計(jì)算靜止止土壓力力時，水水中土的的重度應(yīng)應(yīng)取浮重重度形心1/3H2靜止土壓壓力計(jì)算算靜止土壓壓力計(jì)算算的關(guān)鍵鍵是靜止止側(cè)壓力力系數(shù)的的確定。。K0可可由室內(nèi)內(nèi)的或現(xiàn)現(xiàn)場的靜靜止側(cè)壓壓力試驗(yàn)驗(yàn)來測定定。對于砂或或正常固固結(jié)的粘粘土，可可根據(jù)有有效內(nèi)摩摩擦角來來確定朗肯土壓壓力理論論Rankine土壓力力理論和和Coulomb土壓壓力理論論是計(jì)算算主動土土壓力和和被動土土壓力的的兩種基基本理論論。Rankine土壓力力理論的的基本原原理和基基本假定定基本原理理認(rèn)為墻后后填土達(dá)達(dá)到極限限平衡狀狀態(tài)時，，與墻背背接觸的的任一土土單元體體都處于于極限平平衡狀態(tài)態(tài)，然后后根據(jù)土土單元體體處于極極限平衡衡狀態(tài)時時應(yīng)力所所滿足的的條件來來建立土土壓力的的計(jì)算公公式基本假定定土體是具具有水平平表面的的半無限限體，墻墻背豎直直光滑，，采用這這樣假定定的目的的是控制制墻后單單元體在在水平和和豎直方方向的主主應(yīng)力方方向。Rankine土壓力力理論的的基本原原理和基基本假定定Rankine土壓力力理論的的基本原原理和基基本假定定AOτσ主動狀態(tài)態(tài)被動狀態(tài)態(tài)σxmin=eaσx=K0σzσzσxmax=epRankine土壓力力理論的的基本原原理和基基本假定定Rankine主動土土壓力計(jì)計(jì)算基本計(jì)算算公式（5－8）朗肯理論論的主動動土壓力力系數(shù)無粘性土土的主動動土壓力力計(jì)算無粘性土土的主動動土壓力力計(jì)算粘性土的的主動土土壓力計(jì)計(jì)算ea=0粘性土的的主動土土壓力計(jì)計(jì)算有均布荷荷載時粘粘性土的的主動土土壓力粘性土的的主動土土壓力計(jì)計(jì)算有荷載出現(xiàn)拉力力區(qū)不出現(xiàn)拉拉力區(qū)Rankine被動土土壓力計(jì)計(jì)算基本計(jì)算算公式（5－8）無粘性土土被動土土壓力的的計(jì)算無粘性土土被動土土壓力的的計(jì)算粘性土被被動土壓壓力的計(jì)計(jì)算粘性土被被動土壓壓力的計(jì)計(jì)算填土中有有地下水水時的土土壓力計(jì)計(jì)算當(dāng)墻后填填土中有有水時，，需考慮慮地下水水位以下下的填土土由于浮浮力作用用使有效效重量減減輕引起起的土壓壓力減小小，水下下填土部部分采用用浮容重重進(jìn)行計(jì)計(jì)算。在計(jì)算作作用在墻墻背上的的總壓力力中應(yīng)包包括水壓壓力的作作用。填土中有有地下水水時的土土壓力計(jì)計(jì)算填土為成成層土?xí)r時的土壓壓力計(jì)算算由于各層層填土重重度不同同，使得得填土豎豎向應(yīng)力力分布在在土層交交界面上上出現(xiàn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折由于各層層填土粘粘聚力和和內(nèi)摩擦擦角不同同，所以以在計(jì)算算主動或或被動土土壓力系系數(shù)時，，需采用用計(jì)算點(diǎn)點(diǎn)所在土土層的粘粘聚力和和內(nèi)摩擦擦角填土為成成層土?xí)r時的土壓壓力計(jì)算算庫侖土壓壓力理論論以整個滑滑動土體體上力的的平衡條條件來確確定土壓壓力填土AφBDCE無粘性土主主動土壓力力的計(jì)算無粘性土主主動土壓力力的計(jì)算正弦定律計(jì)算自重?zé)o粘性土主主動土壓力力的計(jì)算主動土壓力力是假定一一系列破壞壞面計(jì)算出出的土壓力力中的最大大值無粘性土主主動土壓力力的計(jì)算無粘性土被被動土壓力力的計(jì)算無粘性土被被動土壓力力的計(jì)算W代入無粘性土被被動土壓力力的計(jì)算當(dāng)擋土墻向向填土方向向擠壓時，，最危險(xiǎn)滑滑動面上的的P值一定定是最小的的，因?yàn)榇藭r滑動土土體所受阻阻力最小，，最容易被被向上推出出，所以作作用在墻背背上的被動土壓力EP值，應(yīng)是假假定一系列列破壞面上上計(jì)算出的的土壓力最最小值Pmin庫爾曼圖解解法上述的庫侖侖土壓力計(jì)計(jì)算是基于于填土表面面為平面的的假定建立立的，若填填土的表面面不是平面面，而是折折線或曲線線時，就不不能應(yīng)用前前述解析解解直接計(jì)算算，此時可可以用圖解解法。庫爾曼圖解解法庫爾曼圖解解法填土FφAL90-ε-φ0C1W1n1m1有超載所用用時的土壓壓力計(jì)算在建立滑動動土體的主主動或被動動極限平衡衡條件時，，需增加一一個方向豎豎直向下的的力的作用用，其大小小等于q與與滑塊表面面長度的乘乘積有超載所用用時的土壓壓力計(jì)算有超載所用用時的土壓壓力計(jì)算粘性填土的的土壓力粘性填土與與無粘性填填土相比，，抗剪強(qiáng)度度中包括粘粘聚力的貢貢獻(xiàn)，因此此采用庫侖侖土壓力理理論對滑動動塊體進(jìn)行行受力分析析時，當(dāng)墻墻后填土達(dá)達(dá)到極限平平衡狀態(tài)時時，力矢多多邊形需考考慮墻背面面和滑動面面上粘聚力力。粘性填土的的庫侖土壓壓力確定可可采用試算算圖解法粘性填土的的土壓力對于工程實(shí)實(shí)際中粘性性填土問題題，往往采采用等代內(nèi)內(nèi)摩擦角法法，不直接接考慮粘性性填土粘聚聚力的影響響，而是用用一個等代代內(nèi)摩擦角角來代替粘粘土的兩個個強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)，然后再再按無粘性性填土問題題求解。填土中有地地下水時土土壓力的計(jì)計(jì)算在計(jì)算水下下土體重量量時，應(yīng)采采用浮容重重進(jìn)行計(jì)算算?？紤]水的存存在引起土土的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度的降低低考慮水壓力力的作用如果墻后填填土中有穩(wěn)穩(wěn)定滲流，，那么在建建立滑動土土體靜力平平衡條件時時，還應(yīng)考考慮滲流力力的作用。。土壓力問題題的討論朗肯與庫侖侖土壓力理理論存在的的主要問題題三種典型土土壓力理論論在實(shí)際工工程中的應(yīng)應(yīng)用擋土墻位移移對土壓力力分布的影影響朗肯與庫侖侖土壓力理理論存在的的主要問題題朗肯理論基基于土單元元體的應(yīng)力力極限平衡衡條件來建建立，采用用的假定是是墻背豎直直光滑，填填土面為水水平，其計(jì)計(jì)算結(jié)果偏偏于保守。。庫侖土壓力力理論基于于滑動塊體體的靜力平平衡條件來來建立，采采用的假定定是破壞面面為平面。。但當(dāng)墻背背與填土的的摩擦角較較大時，在在土體中產(chǎn)產(chǎn)生的滑動動面往往是是一個曲面面，會產(chǎn)生生較大的誤誤差被動土壓力力的計(jì)算常常采用朗肯肯理論朗肯與庫侖侖土壓力理理論存在的的主要問題題在實(shí)際工程程中，當(dāng)墻墻背傾斜角角較大超過過一定范圍圍后，滑動動塊體不會會沿墻背滑滑動，而是是沿著途中中某一平面面滑動，即即產(chǎn)生所謂謂的第二滑滑裂面三種典型土土壓力在實(shí)實(shí)際工程中中的應(yīng)用擋土墻位移移對土壓力力分布的影影響擋土墻下端端不動，上上端向外移移動，無論論位移多少少，作用在在墻背上的的壓力都按按直線分布布。當(dāng)墻上上端的移動動達(dá)到一定定數(shù)值后，，墻后填土土?xí)l(fā)生主主動破壞，，此時作用用在墻上的的土壓力稱稱為主動土土壓力。擋土墻位移移對土壓力力分布的影影響擋土墻上端端不動，下下端向外移移動，無論論位移達(dá)到到多大，都都不能使填填土內(nèi)發(fā)生生主動破壞壞，壓力為為曲線分布布，總壓力力作用點(diǎn)位位移墻底以以上越H/2處擋土墻位移移對土壓力力分布的影影響擋土墻的上上端和下端端都向外移移動，當(dāng)位位移的大小小未達(dá)到足足以使填土土發(fā)生主動動破壞時，，壓力也是是稱為曲線線分布，當(dāng)當(dāng)位移超過過某一值后后填土將發(fā)發(fā)生主動破破壞，應(yīng)力力成直線分分布。工程中擋土土墻的土壓壓力計(jì)算實(shí)際工程中中所遇到的的土壓力計(jì)計(jì)算往往比比較復(fù)雜，，有時不能能直接用朗朗肯和庫侖侖土壓力理