擋土墻上的土壓力計算-課件

擋土墻上的土壓力Earthpressureonretainingwall排水管排水孔混凝土墻土工織物反濾砂礫石料1ppt課件擋土墻

Retainingwall土壓力Earthpressure土壓力Earthpressure土2ppt課件3ppt課件§1土壓力§2朗肯(Rankine)土壓力理論§3庫侖(Coulomb)土壓力理論§4幾種常見主動土壓力計算

擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力庫侖C.A.Coulomb(1736-1806)W.J.M.Rankine1820-1872Scotland4ppt課件§1概述什么是擋土結(jié)構(gòu)物Retainingstructure什么是土壓力

Earthpressure影響土壓力的因素甲所背面

概述5ppt課件擋土結(jié)構(gòu)物及其土壓力

概述Rigidwall支撐天然斜坡E地下室側(cè)墻E填土E填土堤岸擋土墻拱橋橋臺E6ppt課件一擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）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(cè)向荷載傳遞分散到填土上的一種結(jié)構(gòu)物。

概述支撐天然斜坡E拱橋橋臺E7ppt課件擋土結(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。

概述古月堂西側(cè)的擋土墻8ppt課件擋土墻類型（按剛度及位移方式）:

剛性擋土墻柔性擋土墻

概述錨桿板樁板樁變形9ppt課件剛性擋土墻§1擋土墻類型T型預(yù)應(yīng)力剛性加筋圬工式L型扶壁10ppt課件古月堂西側(cè)的擋土墻－漿砌塊石擋土墻形式-剛性擋土墻11ppt課件擋土墻形式-剛性擋土墻12ppt課件護(hù)坡樁形成的擋土結(jié)構(gòu)擋土墻形式-剛性擋土墻13ppt課件土工格柵加筋建成5～6.5m高的加筋擋土墻擋土墻形式-剛性擋土墻14ppt課件擋土墻形式-剛性擋土墻15ppt課件加筋土擋墻擋土墻形式-剛性擋土墻16ppt課件柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)§6.1概述-柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)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17ppt課件地下建筑物發(fā)生在土體內(nèi)部或者與土相鄰的結(jié)構(gòu)物上的壓力豎向土壓力新填土B外土柱內(nèi)土柱等沉面溝埋式上埋式§6.1概述-地下建筑物18ppt課件本章要討論的中心問題剛性擋土墻上的土壓力性質(zhì)及土壓力計算，包括土壓力的大小、方向、分布及合力作用點。19ppt課件二擋土墻上的土壓力的影響因素土的性質(zhì)擋土墻的移動方向墻和土的相對位移量土體與墻之間的摩擦擋土墻類型20ppt課件3.被動土壓力（Passiveearthpressure)（一）墻體位移和土壓力性質(zhì)§1概述-土壓力類型1.靜止土壓力（Earthpressureatrest)2.主動土壓力（Activeearthpressure)巖石拱橋橋臺21ppt課件墻體位移對土壓力的影響1．墻體位移的方向和相對位移量決定著所產(chǎn)生的土壓力的性質(zhì)和土壓力的大小。2.三種特定情況下的土壓力，即靜止土壓力、主動土壓力和被動土壓力。3.擋土墻所受土壓力的大小并不是一個常數(shù)，而是隨位移量的變化而變化?！?概述-土壓力類型22ppt課件1.靜止土壓力§1概述-土壓力類型H+-=H土壓力EEpE0Ea-H1~5%1~5%od=D/H=0

地下室

E=E0地下室側(cè)墻E填土23ppt課件2.主動土壓力墻體外移，土壓力逐漸減小，當(dāng)土體破壞，達(dá)到極限平衡狀態(tài)時所對應(yīng)的土壓力(最小)§1概述-土壓力類型EH+土壓力EEpE0Ea-H=H1~5%1~5%o24ppt課件3.被動土壓力墻體內(nèi)移，土壓力逐漸增大，當(dāng)土體破壞，達(dá)到極限平衡狀態(tài)時所對應(yīng)的土壓力(最大)§1概述-土壓力類型土壓力EEpE0Ea-H=H1~5%1~5%o-25ppt課件可按土體處于側(cè)限條件下的彈性平衡狀態(tài)進(jìn)行計算。

(二)靜止土壓力計算§1概述-土壓力類型Zsvshshzsv26ppt課件靜止土壓力系數(shù)K0對于側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)：

p0=sh

=K0sv

=u/(1-u)sv=u/(1-u)gz

K0=n/(1-n)svshshzsv由于土的泊松比n很難確定，K0常用經(jīng)驗公式計算,對于砂土、正常固結(jié)粘土：K0

≈1-sinf’

27ppt課件小結(jié)擋土墻土壓力土壓力性質(zhì)影響因素靜止土壓力計算如何計算主動和被動土壓力？28ppt課件一.半無限土體中極限平衡應(yīng)力狀態(tài)和朗肯土壓力§2朗肯(Rankine)土壓力理論半無限土體內(nèi)各點的應(yīng)力從彈性平衡狀態(tài)發(fā)展為極限平衡狀態(tài)的條件PaK0vv45o+/290o－svshz半無限土體主動極限平衡狀態(tài)29ppt課件被動極限平衡應(yīng)力狀態(tài)朗肯土壓力理論1fv=zK0vs1s345-f/2Pp30ppt課件朗肯土壓力理論基本條件和假定條件墻背光滑墻背垂直填土表面水平假設(shè)墻后各點均處于極限平衡狀態(tài)§2朗肯土壓力理論31ppt課件二.墻背光滑垂直、墻土表面水平的土壓力計算§2朗肯土壓力理論(一).填土為砂土

由于墻背光滑垂直(沒有剪應(yīng)力)，墻背相當(dāng)于一個半無限土體中的對稱線，墻后為半無限土體的一半。32ppt課件§2朗肯土壓力理論1.主動土壓力pa=sh=tg2(45-f/2)gz(kN/m2)主動土壓力系數(shù)Ka=tg2(45-f/2)土壓力直線分布合力

Ea=1/2KagH2(kN/m)作用點：底部以上1/3H處滑裂面方向：與水平夾角45+f/2

(一)填土為砂土HH/3HKaPaK0vv33ppt課件(一)填土為砂土§2朗肯土壓力理論1.主動土壓力主動土壓力分布墻后破裂面形狀45＋/2pa=KagzHH/3HKapa=tg2(45-f/2)gz

(kN/m2)主動土壓力系數(shù)

Ka=tg2(45-f/2)34ppt課件§2朗肯土壓力理論2.被動土壓力pp=sh=tg2(45+f/2)gz

(kN/m2)Kp=tg2(45+f/2)直線分布總被動土壓力

Ep=1/2Kp

gH2

(kN/m)作用點：底部以上1/3H處滑裂面方向：與水平夾角45-f/2

(一)填土為砂土vPp35ppt課件§2朗肯土壓力理論2.被動土壓力(一)填土為砂土H/3H

HKp被動土壓力分布墻后破裂面形狀45－/290+vPp36ppt課件§2朗肯土壓力理論1.主動土壓力(二)填土為粘性土PaK0vv37ppt課件§2朗肯土壓力理論1.主動土壓力(二)填土為粘性土HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3主動區(qū)主動土壓力分布PaK0vv38ppt課件§2朗肯土壓力理論z<z0

拉應(yīng)力，開裂z>z0

總主動土壓力HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3PaK0vv1.主動土壓力(二)填土為粘性土39ppt課件§2朗肯土壓力理論(二)填土為粘性土2被動土壓力被動土壓力分布HKpEp2cKpH總被動土壓力vPp40ppt課件小結(jié)問題：朗肯土壓力理論的基本條件和假定請畫出剛性墻后粘性土的主動和被動破壞面形狀給出粘性土主動和被動土壓力分布及計算公式§2朗肯土壓力理論41ppt課件(一)填土為砂土－主動土壓力復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容45＋/2pa=KagzHH/3HKa1.土壓力分布和墻后破裂面形狀42ppt課件2.土壓力分布和破壞面(一)填土為砂土－被動土壓力90+復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容vPpH

HKp被動區(qū)(45－/2)43ppt課件1.土壓力分布和破壞面(二)填土為粘性土－主動土壓力HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3z<z0

拉應(yīng)力開裂z>z0

復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容主動區(qū)44ppt課件(二)填土為粘性土－被動土壓力2土壓力分布及破壞面HKpEp2cKpHvPp45－/290+被動區(qū)復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容45ppt課件小結(jié)基本條件和假定極限應(yīng)力分析破壞形式主動和被動砂土和粘性土§2朗肯土壓力理論主動土壓力系數(shù)被動土壓力系數(shù)靜止土壓力系數(shù)vPpPa46ppt課件如果墻背傾斜，具有傾角；墻背粗糙，與填土摩擦角為；墻后填土面任意。如何計算擋土墻后的土壓力？47ppt課件平面滑裂面假設(shè)：滑裂面為平面剛體滑動假設(shè)：破壞土楔為剛體滑動楔體在兩個平面上處于極限平衡狀態(tài)假設(shè)條件：主動極限平衡狀態(tài)被動極限平衡狀態(tài)§3庫侖土壓力理論§6.3庫侖土壓力理論48ppt課件(一)主動土壓力-砂土§3庫侖土壓力理論變化,取若干滑裂面,使E最大dE/d=0,求得，得：ABC11R1EW取一滑裂面，假設(shè)滑面上滿足極限平衡條件，通過力平衡求EW1E1R1C2C3C4C5=HEEpE0Ea-H1~5%1~5%o49ppt課件EEa－庫侖主動土壓力系數(shù)Ea特例:===0，即墻背垂直光滑，填土面水平，與朗肯理論等價

土壓力分布：三角形分布§3庫侖土壓力理論50ppt課件(二)被動土壓力-砂土§3庫侖土壓力理論求解方法類似主動土壓力,變化,

使E最小，dE/d=0,求得：WABCREE庫侖RW51ppt課件§3庫侖土壓力理論土壓力分布(二)被動土壓力HEp－EpHKpH/352ppt課件三.圖解法-主動土壓力§3庫侖土壓力理論ABC11R1W1E1C2W2E2C3W3E3C4W4E4C5W5E5OEC3OE53ppt課件2.庫爾曼(C.Culmann)圖解法§3庫侖土壓力理論在圖中使力三角形頂點o與墻底A重合，Ri方向與ACi方向一致C2BC11R1C2C3C4C5AW1m1W2m2W3m3W4m4W5m5ERW-M54ppt課件3.粘性土的圖解法§3庫侖土壓力理論W中包括BCDEEaz0WBCDACADCAEREWEaRCAECAD55ppt課件四朗肯和庫侖土壓力理論的比較（一）分析方法

極限平衡狀態(tài)§3庫侖土壓力理論區(qū)別朗肯庫侖土體內(nèi)各點均處于極限平衡狀態(tài)剛性楔體,滑面處于極限平衡狀態(tài)極限應(yīng)力法滑動楔體法56ppt課件（二）應(yīng)用條件§6.4朗肯和庫侖土壓力理論的比較朗肯庫侖1墻背光滑垂直填土水平墻背、填土無限制粘性土一般用圖解法2坦墻坦墻3墻背垂直填土傾斜57ppt課件（三）計算誤差--朗肯土壓力理論§6.4朗肯和庫侖土壓力理論的比較郎肯主動土壓力偏大郎肯被動土壓力偏小墻背垂直填土水平實際

d>

0E庫侖RWE朗肯E庫侖RWE朗肯58ppt課件(三)計算誤差-庫倫土壓力理論§6.4朗肯和庫侖土壓力理論的比較由于實際滑裂面不一定是平面主動土壓力偏小不一定是最大值被動土壓力偏大不一定是最小值作業(yè)：6-4，6-5坦墻滑動面滑動面59ppt課件（三）計算誤差--與理論計算值比較§6.4朗肯和庫侖土壓力理論的比較=0滑裂面是直線，Ka,Kp與理論值相同0Ka

朗肯偏大10%左右，工程偏安全 庫侖偏小一些（可忽略)；

Kp

朗肯偏小可達(dá)幾倍； 庫侖偏大可達(dá)幾倍;在實際工程問題中，土壓力計算是比較復(fù)雜的。60ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算一.填土上有荷載二.成層填土情況三.填土中有水四.坦墻五.墻背形狀有變化六.墻后填土受限制61ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算一.填土上有荷載1朗肯土壓力理論

1=gz+qpa=3=qKa+gzKaHZ13qKaHKazKa62ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算2.庫侖土壓力理論一.填土上有荷載三角形相似lHWABCqREaWGREaEa’qKaHKa63ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算3.局部荷載--朗肯土壓力理論

一.填土上有荷載q45o＋/245o＋/2qKaHKa64ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算二.成層填土CBAg1

f1c1g2

f2c2H2H1朗肯理論1pa在B點的連續(xù)性2d

pa/dz(即pa斜率)在B點的連續(xù)性B65ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算f1=

f2c1=c2=0

g2

>

g1g2

<

g1CAg1

f1c1g2

f2c2H2H1B二.成層填土66ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算g1

=

g2c1=c2=0f2>

f1

f2<

f1CBAg1

f1c1g2

f2c2H2H1B二.成層填土過頂點虛擬q=gH167ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算c1>0c2=0c1=0c2>0g1

=

g2

f2=

f1CBAg1

f1c1g2

f2c2H2H1B二.成層填土68ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算1.構(gòu)造要求： 一般用砂性土，墻設(shè)排水孔以及反濾層，填土表面設(shè)溝、堤等截流2.水下部分土壓力Pa=Kasz水壓力pu=u(靜水壓力、滲流壓力、超靜孔壓)三.填土中有水排水管排水孔土工織物反濾砂礫石料69ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算三.填土中有水砂土墻基不透水朗肯理論KagH2KagH1gwH2水壓力土壓力CBAg

fg

fH2H1B不透水層70ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算三.填土中有水填土滲透系數(shù)比地基土小得多u=0孔壓H2H1透水地基gsatH2gH1垂直有效應(yīng)力=總應(yīng)力KagsatH2KagH1土壓力71ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算三.填土中有水填土滲透系數(shù)比地基土小得多需要繪制流網(wǎng)或計算確定孔壓72ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算四.坦墻>cr=45o-/2填土表面水平(1)假設(shè)垂直墻面CD上主動土壓力Ea’(2)作用在真實墻面AC上的土壓力E朗肯理論crEABDC45o-/2B’郎肯Ea’WEWEa’73ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算(1)求解假設(shè)墻面CB上主動土壓力Ea(2)作用在真實墻面AC上的土壓力E庫侖理論RdEaWbaacrCABB四.坦墻填土表面傾斜EWEaE74ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算五.墻背形狀有變化帶卸荷臺的擋土墻土壓力H1H245o+/2(H1+H2)KaH1KaABDCEC’E’75ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算六.墻后填土受限制BAC填土g2

f2c2老土g1

f1c1滑裂面BC可能的位置(1)BC在填土中(2)BC在老土中(3)BC在新老土界面上76ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算七.加筋擋土墻的主動土壓力Hqr

qsVWqsKaHKaLrsxvP1Pq77ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算Ds3=2Dctg(45o-f/2)1土工合成材料 土工布 土工帶 土工格柵2原理：筋材在拉應(yīng)變方向，提供拉力，對土體產(chǎn)生壓力，從而提高土的抗剪強(qiáng)度加筋土中的土加筋土31c素土3七.加筋擋土墻的主動土壓力78ppt課件本章總結(jié)擋土結(jié)構(gòu)物土壓力土壓力性質(zhì)朗肯土壓力理論庫倫土壓力理論幾種主動土壓力計算=H土壓力EEpE0Ea-H1~5%1~5%o79ppt課件（三）計算誤差---與理論計算值比較§6.4朗肯和庫侖土壓力理論的比較80ppt課件（三）計算誤差---與理論計算值比較§6.4朗肯和庫侖土壓力理論的比較81ppt課件§4幾種工程中常見的主動土壓力計算（一）討論1.pa在B點的連續(xù)性(1)g1=g2

1=

2c1c2 (2)g1=g2

1