擋土結構物及土壓力講義

土壓力計算排水管排水孔混凝土墻土工織物反濾砂礫石料第二章擋土墻

Retainingwall土壓力Earthpressure土壓力Earthpressure土2.1概述2.2靜止土壓力計算2.3朗肯(Rankine)土壓力理論2.4庫侖(Coulomb)土壓力理論2.5土壓力問題的討論2.6工程中擋土墻的土壓力計算本章目錄§2.1概述什么是擋土結構物Retainingstructure什么是土壓力

Earthpressure影響土壓力的因素一、擋土結構物（擋土墻）及土壓力擋土結構物：用來支撐天然或人工斜坡不致坍塌以保持土體穩(wěn)定性，或使部分側向荷載傳遞分散到填土上的一種結構物。

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2.1概述支撐天然斜坡E拱橋橋臺E擋土墻上的土壓力：由于土體自重、土上荷載或結構物的側向擠壓作用，擋土結構物所承受的來自墻后填土的側向壓力。擋土墻類型（按剛度及位移方式）:

剛性擋土墻柔性擋土墻錨桿板樁板樁變形

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2.1概述剛性擋土墻：本身變形極小，只能發(fā)生整體位移

重力式懸臂式扶壁式

錨拉式

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2.1概述Rigidwall支撐天然斜坡E地下室側墻E填土E填土堤岸擋土墻拱橋橋臺E

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2.1概述擋土墻－漿砌塊石

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2.1概述護坡樁形成的擋土結構

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2.1概述土工格柵加筋建成5～6.5m高的加筋擋土墻

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2.1概述

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2.1概述加筋土擋墻

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2.1概述

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2.1概述

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2.1概述

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2.1概述柔性擋土墻：本身會發(fā)生變形，墻上土壓力分布形式復雜錨桿板樁板樁變形板樁上土壓力實測計算板樁錨桿基坑支撐上的土壓力變形土壓力分布

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2.1概述本部分要討論的中心問題剛性擋土墻上的土壓力性質及土壓力計算，包括土壓力的大小、方向、分布及合力作用點。

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2.1概述3.被動土壓力（Passiveearthpressure)二、土壓力的種類1.靜止土壓力（Earthpressureatrest)2.主動土壓力（Activeearthpressure)巖石拱橋橋臺

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2.1概述墻體位犯移與土兵壓力類陪型§2.趙1概述靜止土垂壓力H+-=H土壓力EEpE0Ea-H1~5%1~5%0d=D/H=0地下室E=省E0地下室側墻E填土§2.1概述主動他土壓括力墻體外移，土壓賣力逐浙漸減小，當土既體破壞，達到極限平鍋衡狀態(tài)時所對艷應的土尼壓力(最小)EH+土壓力EEpE0Ea-H=H1~5%1~5%0§2.1概述被動當土壓測力墻體內移，土壓得力逐做漸增大，當土體破壞，達到極限污平衡監(jiān)狀態(tài)時所對律應的土擱壓力(最大)土壓力EEpE0Ea-H=H1~5%1~5%0-§2.糕1概述§2.滅2靜止土室壓力計衣算靜止跟土壓股力墻體不籠發(fā)生任殿何位移=鑰0相當于疫天然地樣基土的南應力狀川態(tài)（側敲限狀態(tài)舉）——k0應力豎狀態(tài)嵌巖的擋土墻地下撒室§2.宋2靜止婚土壓隊力計陶算svsvshp0=shzK0:靜止革土壓印力系棵數對于泊側限垮應力聾狀態(tài)世，理化論上?。篕0=n首/(輝1-顆n)對于砂館土、正集常固結以粘土由于土大的n很難確貴定，K0常用壤經驗句公式駁計算靜止嶼土壓絕力計衫算HzE0總靜附止土侵壓力§2闊.2靜止土睜壓力計傭算形心1/3撐H2若墻后碎填土中貨有地下病水，則碑計算靜軋止土壓謀力時，百水中土筍的重度館應取浮重株度§2.枝2靜止土解壓力計束算§2.3朗肯鮮土壓均力理山論1朗肯筑極限及平衡閱應力飽狀態(tài)自重應傳力作用惱下，半屆無限土周體內各殿點的應插力從彈偉性平衡縱狀態(tài)發(fā)從展為極笨限平衡導狀態(tài)的嬌情況。3fv=如zK0v主動冤極限醫(yī)平衡侮應力組狀態(tài)s1s345+f/21fv=zK0v被動極扮限平衡秩應力狀鏡態(tài)§2.擇3朗肯愿土壓惡力理俗論s1s3s3s145-f/22朗肯土假壓力計蹈算假定：墻背垂饅直光滑德，填土鴿表面水程平Hsvsh于是方：sv、sh為主應摸力，且sv=zz§2.歪3朗肯土熱壓力理夏論朗肯桑主動頑土壓何力計哪算－填土為無粘施性土抽（砂綁土）s145+f/2豎向應堤力為大子主應力水平后向應達力為收小主毀應力無粘暑性土恩的極應限平明衡條諷件z于是周：主動君土壓指力強脾度pa=3fv=zK0vpa=s3§2.3朗肯土瞧壓力理跟論s145+f/2pa=s3z主動土領壓力強奔度－朗肯訴主動委土壓哪力系韻數總主坊動土筍壓力§2.3朗肯禮土壓蹲力理鋼論朗肯主御動土壓姑力計算－填土餓為無粘性草土（砂槽土）朗肯主維動土壓怒力計算－填土為粘性土豎向憲應力殊為大欣主應捧力水平她向應困力為鑄小主寒應力粘性它土的霉極限送平衡撤條件于是議：主動軌土壓潔力強占度pa=3fv=zK0v§2.3朗肯雀土壓啞力理蜘論主動融土壓帝力強溪度－朗肯辨主動偉土壓正力系希數負號45+f/2z0－z0z>z0z<z0§2.砍3朗肯土釋壓力理牙論朗肯主競動土壓叨力計算－填土為粘性劫土HEa總主動踐土壓力－z0§2.3朗肯土終壓力理氣論朗肯主課動土壓傲力計算－填土為粘性土例題朗肯被動土壓力池計算－填土之為無蕩粘性缺土（哭砂土貝）豎向革應力刊為小棄主應奧力水平向叨應力為注大主應魯力45-f/2無粘性框土的極量限平衡棋條件于是：被動土查壓力強些度pp=1fv=zK0vpp=s1s3z§2.史3朗肯土榮壓力理暗論45-f/2pp=s1s3z被動壓土壓該力強蕉度－朗肯被汪動土壓咽力系數總被硬動土魯壓力§2.遞3朗肯土結壓力理周論朗肯被動土壓力洞計算－填土為硬無粘性震土（砂凍土）朗肯被動脈土壓幟力計算－填土為粘性土豎向應疑力為小霜主應力水平向豈應力為縮慧大主應魄力粘性土臨的極限狡平衡條催件于是喝：被動土腦壓力強扣度pp=1fv=zK0v§2.融3朗肯土目壓力理火論朗肯被動牙土壓妹力計算－填土或為粘性羊土被動摧土壓北力強錦度－朗肯里被動內土壓無力系痕數正號EpH總被動聽土壓力§2.俗3朗肯懷土壓棵力理搞論小結聾：朗要肯土低壓力蛙理論墻背歪垂直道光滑主動績和被乳動極限平籠衡條件砂土和拜粘性土1fv=傳zK0vs1s345-f/245+f/23fs1s3§2.均3朗肯土舊壓力理搬論粘性途土的斷主動熊土壓亂力HEa不支光護直休立開秒挖的音最大胃深度－z0§2.3朗肯青土壓錯力理閥論主動洽土壓釀力系餓數被動罰土壓奴力系將數靜止土掙壓力系點數§2.3朗肯土姑壓力理蠢論§2.4庫侖我土壓執(zhí)力理罵論墻背傾胡斜、粗擠糙、填祥土傾斜筒時？庫侖土禮壓力理郵論庫侖C.割A暑.安Co豈ul聞om荷b(1芒73殼6-來18擱06邁)墻背秩傾斜失，具沫有傾獄角墻背頓粗糙糞，與越填土掃摩擦表角為填土表幅面有傾昆角出發(fā)點減：平面滑燥裂面假惜設：滑裂面嶺為平面假設條叔件：剛體械滑動褲假設韻：破壞隔土楔蛾為剛程體，滑動云楔體瓣整體侵處于寒極限萌平衡慎狀態(tài)§2.4庫侖艱土壓蠢力理裙論ACHB無粘性編土的主忠動土壓昂力WER－WRE-寺=9君0-羽-、E§2.4庫侖土釣壓力理序論EEa－庫侖證主動紫土壓懷力系甚數Ea特例航：===洽0，即墻確背垂直劇光滑，腦填土表疏面水平破時，與凡朗肯理澤論等價土壓力被分布：三角形睜分布§2.4庫侖談土壓姑力理淹論ABCH無粘性價土的被爺動土壓當力WRE員+盾=9腸0+鑒-、EWER§2.昏4庫侖須土壓閥力理煮論EEp－庫侖序被動垃土壓改力系蕩數土壓力階分布：三角形伍分布§2.4庫侖哭土壓邁力理壘論圖解健法——當版填土系表面塞不是將平面舒時§2.4庫侖土頁壓力理跪論庫爾曼丸（Cu警lm冰an敢n）圖解塌法W方向Ea方向=發(fā)90品-看-順§2.4庫侖郵土壓作力理稼論粘性填姻土的土拴壓力W中包悅括BC黑DE§2.4庫侖土愁壓力理帳論§2.5土壓力巷問題的依討論1、分析卵方法E朗肯理論庫侖理論土體內各點均處于極限平衡狀態(tài)：極限應力法剛性楔體，滑面上處于極限平衡狀態(tài)：滑動楔體法先求土壓力強度p先求總土壓力E極限平忙衡狀態(tài)兩種土將壓力理警論的比籮較§2.檔5土壓哭力問鋒題的多討論朗肯理論庫侖理論

墻背條件墻背光滑豎直

墻背可以是傾斜粗糙的

填土條件填土水平填土表面為水平或者傾斜的E2、應用凡條件3計算誤饒差——朗肯土修壓力理閃論WREa'Ea實際盟0WREpEp'主動啄土壓霸力偏大被動土革壓力偏小§2.麻5土壓廣力問忠題的恭討論3計算誤惱差——庫侖土花壓力理倘論實際脾滑裂桶面不兆一定推是平性面主動土固壓力偏小被動宵土壓載力偏大滑動面滑動面主動土蹤蝶壓力搜崇索得到角的不一婦定是最殃大值被動土霜壓力搜遞索得到喂的不一汗定是最驚小值§2.5土壓力維問題的楚討論對于無征粘性土躁，朗肯嶄理論由麗于忽略償了墻背妨面的摩恐擦影響分，計算尸的主動笨土壓力顛偏大，步用庫倫如理論則沾比較符幅合實際逗。但是直，在工尤程設計友中由于辟考慮到丙朗肯計霉算公式扯簡便，耀誤差偏鏡于安全斷方面，訴常用朗鍵肯計算士。對于澆有粘紀聚力醉的粘嘆性填犁土，扎用朗特肯土感壓力佛公式麥可以正直接只計算疤，用暈庫侖蔥理論退卻不經能計拆算，估往往種用折責減內篇摩擦葬角的正辦法惠考慮典粘聚太力的泳影響轉，誤續(xù)差可嗚能較妄大。計算被確動土壓掠力用假吊定平面閣破壞面給的庫侖轉理論，遷誤差太倚大，用濤朗肯理充論計算買，誤差肉相對小布一些，哄但也是這偏大的糟。在實虎際工錦程問治題中飄，土德壓力橡計算桐是比娘較復博雜的做。計算毛誤差——結論工程怠中使淺用被蹤蝶動土耕壓力盤較少館。因枝為所尋需相適對位舟移太嚷大§2.5土壓沿力問環(huán)題的款討論三種典聯型土壓孤力在實永際工程跑中的應只用對于語一般狀的擋蒸土墻術，土智壓力瞧通常栽都可莫按主喘動土膠壓力計算置。對于彎直接床澆注態(tài)在基睬巖上嫂的擋量土墻咳在設督計中促常將瞞主動土材壓力斜增大25％作為轉計算的素土壓力啊，如圖嗚所示。填厭土壓實背，土壓熱力將增谷大，甚杠至可能倍超過靜止土克壓力兩。被動土希壓力發(fā)大生在墻黎向填土廉方向的糾位移比騾較大的情況，溜要求位杏移量達詠到墻高作的0.0拒2到0.0躺5。這良樣大的位沫移是工渴程中所共不允許否的。因硬此，在描驗算擋土墻內的穩(wěn)挖定性島時，筒不能疏全部鉆采用蝦被動赤土壓處力的睡數值，通應常取其30％?！?.惹5土壓力肉問題的勤討論擋土墻趟位移對臭土壓力訂的影響若墻假的下障端不肚動，或上端禿向外飄移動缸，壓逗力為體直線濫分布寶，總沾應力冶作用選在墻至底面單上H/3處，晶如圖(a慈)所示粗。當掀上端付的移紋動達素到相肆當數車值時豎，填構土發(fā)躲生破訴壞，鎮(zhèn)此時谷作用妥在墻念上的抖土壓滴力為殘主動舒土壓老力。若墻服的上饑端不捏動下們端向籌外移算動時否，位躬移的于大小被不能押使填破土發(fā)稈生主完動破程壞，卷壓力冬為曲拳線分覽布。列總應勻力作壁用在急墻底您面以扮上H/2處，如禍圖（b）所均示。若墻迅的上藥端和缺下端劈燕都向闖外移排動，股位移溉的大正小未束使填悔土發(fā)圣生主濕動破彎壞，要壓力底也是響曲線挽分布性，如惱圖（c）所稅示，航總應節(jié)力作較用在H/2附近急。當死位移站超過胖圖（a）上端孝轉動所太發(fā)生的幕主動破架壞的位瓶移時，倍填土中銹也將發(fā)喉生主動燃破壞，念壓力成祖為直線璃分布，設壓力作湯用點降糠至H/3處?！?.5土壓力假問題的車討論§2.6工程塔中擋招土墻蔥的土存壓力鉆計算－幾偉種常副見的鋒土壓囑力計逢算1.填土上笨有荷載2.成層填雪土情況3.填土踐中有騰水4.坦墻5.折線墻鏡背面上沸的土壓辮力6.開挖情壩況下的圾土壓力7.地震重時的毅土壓忙力§2.黎6幾種讀常見值的主鹿動土軌壓力攪計算1填土咽上有酬荷載s145+f/2pa=3fv=z呈+qK0vzpa=s3q朗肯閃土壓排力理女論1填土眾上有憶荷載庫侖睬土壓靜力理泄論§2.所6幾種常個見的主顯動土壓冒力計算局部洽荷載——朗肯理遲論§2.內6幾種隱常見級的主軍動土撈壓力烏計算局部荷兆載——庫侖蕩理論WERqWREaEaQ§2.愉6幾種常肌見的主皆動土壓罷力計算2成層填路土情況g1f1c1g2f2c2H1H2§2.為6幾種常腸見的主墊動土壓譯力計算f2<f1f2>f1c1=c2=0時g2f2H1H2g1f1f1=f2時g2>g1g2<g1g1=g2時§2.6幾種抄常見辦的主繡動土轟壓力鏡計算c1=0c2>0c1>0c2=0c1、c2不為0時g2

f2

H1H2g1

f1

g1=g2f2=f1時§2.6幾種烤常見若的主嶼動土際壓力回計算H1H23填土愿中有頃水水下受部分逮用浮講容重土壓力土壓力水壓力靜水澡情況水壓力§2.炒6幾種蠅常見騾的主育動土召壓力叼計算4坦墻a>acr=4穴5o-f/2(1泉)垂直陽于假互設墻亮面CD上主竊動土竄壓力Ea=1/成2KaH2(2)作用慈在真抹實墻烘面AC上的熄土壓緒力WEa′Ea第一類滑裂慶面第二演滑裂乎面WEa′§2.搜6幾種常獻見的主享動土壓源力計算crEa′W§2.午6幾種常貴見的主蟻動土壓社力計算5折線墻翅背面上話的土壓殘力Ea1dEa2+CABDADCB小擋泊土墻未土壓加力假設稀完整伶擋土扯墻土賄壓力貞的一詳部分§2.6幾種常辮見的主果動土壓咽力計算6開挖情泊況的土渣壓力在天成然地詢基、滴天然洗土坡賽及老麗填土孟中開杠挖，詞然后豪建造遷擋土統墻，仆若開擇挖面互較陡鎮(zhèn)，墻松后填優(yōu)土受慘到限砍制而基不可例能出鹿現庫嗚侖理屢論的源破壞與面時移，則攏不能龜用前惜述公糊式計驅算作桌用在姻墻背鳳上的覺土壓既力。嬸如左辭圖所稿示，橡應當表考慮輛開挖脅線內晉滑動怒土體猛的平干衡條侵件，秧用力俘矢三發(fā)角形鄉(xiāng)豐圖解舌法求琴解作掉用在著墻背控上的仇土壓杜力，蛇還要境再假太定填米土性湯質與秀開挖挑線以裁下的糖老土詳性質惑相同凈，用碑前述追公式盜計算尺作用岡在墻蒙背上役的土歐壓力卵，取梨這兩策種計漲算中嗚數值填較大沒的一拴個。雁如果乖開挖緩面較蒸緩，袋未限涂制填