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8.1 概述 8.2 挡土墙侧的土压力 8.3 朗肯土压力理论 8.4 库伦土压力理论 8.5 朗肯理论与库伦理论的比较

8.1 概述 8.2 挡土墙侧的土压力 8.3 朗肯土压力理论 8.4 库伦土压力理论 8.5 朗肯理论与库伦理论的比较. 第 8 章 土压力. 8.1 概述. 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性，或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。 挡土结构物上的土压力 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土的侧向压力。. 8.1 概述. 桥面. 填土. 地下室. E. E. 地下室侧墙. 重力式挡土墙. 拱桥桥台. 隧道侧墙. E. E.

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8.1 概述 8.2 挡土墙侧的土压力 8.3 朗肯土压力理论 8.4 库伦土压力理论 8.5 朗肯理论与库伦理论的比较

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  1. 8.1 概述 8.2 挡土墙侧的土压力 8.3 朗肯土压力理论 8.4 库伦土压力理论 8.5 朗肯理论与库伦理论的比较 第8章 土压力

  2. 8.1 概述 • 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性，或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。 • 挡土结构物上的土压力 • 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土的侧向压力。

  3. 8.1 概述 桥面 填土 地下室 E E 地下室侧墙 重力式挡土墙 拱桥桥台 隧道侧墙 E E E 挡土墙的几种类型

  4. 8.1 概述 地下室 地下室侧墙 E 挡土墙的几种类型

  5. 8.1 概述 挡土墙的几种类型 重力式挡土墙

  6. 8.1 概述 挡土墙的几种类型

  7. 8.1 概述 桥面 拱桥桥台 E 挡土墙的几种类型

  8. 8.1 概述 E E 隧道侧墙 挡土墙的几种类型

  9. 8.1 概述 挡土墙的几种类型

  10. 8.1 概述 建成后的坡间挡土墙

  11. 8.1 概述 垮塌的重力式挡墙

  12. 8.1 概述 垮塌的护坡挡墙

  13. 8.1 概述 失稳的立交桥加筋土挡土墙

  14. 1、墙体可能的位移方向 2、墙背填土的种类 3、填土面的形式 4、挡土墙的截面刚度 5、地基的变形等 挡土墙类型（按刚度及位移方式）: 柔性挡土墙 刚性挡土墙 8.2 挡土墙侧的土压力 土压力大小及其分布规律的影响因素：

  15. 8.2 挡土墙侧的土压力 锚杆 板桩 板桩上土压力 实测 计算 变形 土压力分布 基坑支撑上的土压力 板桩变形 • 柔性挡土墙 • 本身会发生变形，墙上土压力分布形式复杂 • 临时支撑 • 土压力分布受施工过程和变位条件的影响

  16. 上海市外环过江隧道岸埋段基坑支撑

  17. 8.2 挡土墙侧的土压力 悬臂式 扶壁式 圬工式 预应力 锚拉式 （锚碇式） • 刚性挡土墙 • 本身变形极小，只能发生整体位移

  18. 混凝土挡土墙及复合排水管 完工

  19. 8.2 挡土墙侧的土压力 刚性挡土墙的位移及土压力分布

  20. 8.2 挡土墙侧的土压力 • 刚性挡土墙 • 土压力计算比较简单，其它类型的土压力计算大都以刚性墙为依据。 • 本章要讨论的中心问题 • 刚性挡土墙上的土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布及合力作用点

  21. 8.2 挡土墙侧的土压力 桥面 填土 地下室 地下室侧墙 重力式挡土墙 拱桥桥台 E E E 各用什么样的土压力？

  22. 8.2 挡土墙侧的土压力 8.2.1基本概念 根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为以下三种： (1)静止土压力 (2)主动土压力 (3)被动土压力

  23. 8.2 挡土墙侧的土压力 静止土压力：当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力称为静止土压力E0。 当d =D/H=0时 （如地下室）E=E0

  24. 8.2 挡土墙侧的土压力 主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为主动土压力，一般用Ea表示。 墙体外移， 土压力逐渐减小， 当土体破坏，达到极限平衡状态时所对应的土压力 (最小)

  25. 8.2 挡土墙侧的土压力 被动土压力：当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在挡土墙上的土压力称为被动土压力，用Ep表示。 墙体内移， 土压力逐渐增大， 当土体破坏， 达到极限平衡状态 时所对应的土压力 (最大)

  26. 8.2 挡土墙侧的土压力 C Pressure on wall E p A E o B E 0 a Towards backfill Away from backfill △a △p +△ -△ Direction of wall movement 不同土压力的大小关系 挡土墙模型实验、原型观测和理论研究表明：在相同条件下，主动土压力小于静止土压力，而静止土压力又小于被动土压力，亦即 : Ea< Eo< Ep △p ＞＞△a 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。 土压力与墙体位移的关系

  27. 8.2 挡土墙侧的土压力 静止土压力 E0：只发生在坚硬地基上，断面较大挡土墙为刚性，墙体不发生任何位移的情况，实际工程中，作用在深基础侧墙（地下室外墙）或者U形桥台上土压力，可近似看作静止土压力。 主动土压力 Ea：一般挡土墙 被动土压力 Ep: 桥台

  28. 总土压力： 单位长度挡土墙上土压力 单位：kN/m，大小、方向、作用点 8.2 挡土墙侧的土压力 基本概念 • 挡土墙计算属于平面应变问题： • 取一延米的墙长度 • 土压力强度： • 单位面积上的土压力 • 单位：kN/m2 E p

  29. 静止土压力 墙体不发生任何位移 即完全没有侧向位移、偏转和自身弯曲变形 8.2 挡土墙侧的土压力 嵌岩的挡土墙 8.2.2 静止土压力  = 0 相当于天然地基土的应力状态（侧限状态） ——k0 应力状态 地下室

  30. 8.2.2 静止土压力 scz z s0=scx scx scz K0: 静止土压力系数 对于侧限应力状态，理论上： 由于土的 很难确定，K0 常用经验公式计算 对于砂土、正常固结粘土:

  31. 8.2.2 静止土压力 scz z s0=scx scx scz   f    极限平衡状态：

  32. 8.2.2 静止土压力 H 静止土压力计算 z E0 总静止土压力

  33. 8.3 朗肯土压力理论 土的极限平衡条件 剪切破坏面与大主应力作用面的夹角

  34. 8.3 朗肯土压力理论 条件： 墙背光滑 墙背垂直 填土表面水平 假设： 墙后各点均处于极限平衡状态 scz z H scx 8.3.1 基本假设 朗肯土压力理论基础： 半空间体的应力状态和土的极限平衡理论 墙背与填土界面上的剪应力为零,不改变右边土体中的应力状态

  35. 8.3.2 主动土压力 s1 z sa=s3  45+f/2  3f K0cz cz=z 土的极限平衡条件: 大主应力s1＝ scz＝gz 小主应力s3 ＝scx 主动土压力强度sa＝s3f 主动土压力强度(粘性土): (无粘性土) 主动土压力系数

  36. 8.3.2 主动土压力 粘性土主动土压力 Ea作用点位于墙底以上（H - z0)/3处 临界深度z0 粘性土的主动土压力强度包括两部分： 1. 土自重引起γzKa； 2. 粘聚力c引起2cKa1/2。 其中负侧压力对增背产生的是拉应力,实际上墙与土在很小的拉力作用下就会分离(一般情况下认为土不能承受拉应力),故在计算土压力时，这部分应忽去不计。 粘性土主动土压力

  37. 8.3.2 主动土压力 无粘性土主动土压力 Ea作用点位于墙底以上H /3处 无粘性土的主动土压力强度由土自重引起 土压力强度 sa — 分布力 kPa, kN/m2 土压力 Ea —集中力 kN/m

  38. 8.3.3 被动土压力 z  45-f/2 K0cz 1f  cz=z 土的极限平衡条件: s3 pp=s1 大主应力s1＝ scz＝gz 小主应力s3 ＝scx 被动土压力强度sp＝s1f 被动土压力强度(粘性土): (无粘性土) 被动土压力系数

  39. 8.3.3 被动土压力 （b）粘性土被动土压力分布 （c）无粘性土被动土压力分布 粘性土被动土压力 Ep方向垂直墙背，作用点位于梯形面积的重心上。 无粘性土被动土压力 Ep方向垂直墙背，作用点位于作用点位于墙底以上H /3处。

  40. 墙背垂直光滑 主动和被动 极限平衡条件 砂土和粘性土 8.3 朗肯土压力理论   小结：朗肯土压力理论 45+f/2 45-f/2 s1 s3 3f 1f s3 s1 K0v v=z

  41. 8.3 朗肯土压力理论 z0 － H 粘性土的主动土压力 不支护直立开挖的最大深度 Ea

  42. 8.3 朗肯土压力理论 主动土压力系数 被动土压力系数 静止土压力系数

  43. 【例】有一挡土墙，高6米，墙背直立、光滑，墙后填土面水平。填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力如下图所示 ，求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力分布图 8.3 朗肯土压力理论 =17kN/m3 c=8kPa =20o h=6m 例题分析

  44. 【解答】 8.3 朗肯土压力理论 2c√Ka z0 (h-z0)/3 6m Ea hKa-2c√Ka 主动土压力系数 墙底处土压力强度 临界深度 主动土压力 主动土压力作用点距墙底的距离

  45. 上海楼脆脆倒塌 时间：2009年6月27日清晨5时30分左右 　 地点： 上海闵行区莲花南路、罗阳路口西侧“莲花河畔景苑”小区 事件： 一栋在建的13层住宅楼半分钟内全部倒塌。以为地震 　 伤亡：造成一名施工人员死亡，无其他人员受伤

  46. 事发楼房附近有过两次堆土施工：第一次堆土施工发生在半年前，堆土距离楼房约20米，离防汛墙10米，高3到4米。第二次堆土施工发生在6月下旬。6月20日，施工方在事发楼盘前方开挖基坑，土方紧贴建筑物堆积在楼房北侧，堆土在6天内高达10米。 　　专家组成员、上海岩土工程勘察设计研究院技术总监顾国荣说，第二次堆土是造成楼房倒覆的主要原因。土方在短时间内快速堆积，产生了3000吨左右的侧向力，加之楼房前方由于开挖基坑出现凌空面，导致楼房产生10厘米左右的位移，对PHC桩(预应力高强混凝土)产生很大的偏心弯矩，最终破坏桩基，引起楼房整体倒覆。

  47. 网友评论: （1） 中国惊世大发现，环保拆楼法：十米堆土拆楼法！ （2） 节能环保政策贯彻的很好很彻底 （3） 给我一堆黄土 我能推倒一栋大楼！ （4） 专家快帮帮我，我家边上正在造13层楼。估计比这土堆重，我现在都不敢住了。 （5） 人从土堆边经过,岂不是要被推倒? （6） 如果照专家的理论，挖地铁不知道要倒多少房子 （7） 有一市民想在泰山脚下盖一栋房子，有砖家说：你不可在此地盖房子，市民问，为什么呢？砖家说：因房子后边山太高，在水平力的作用下房子肯定会倒塌。市民不听劝说，房屋盖好后，果然倒塌。损失惨重....

  48. 8.3.4 有超载时的土压力 q s1 z sa=s3 45+f/2    a=3f K0cz cz=z+q 连续均布荷载作用时： 超载： 挡土墙后填土面上的分布荷载

  49. 8.3.4 有超载时的土压力 均布荷载自墙后某一距离开始连续分布 地面局部荷载产生的土压力是沿平行于破裂面的方向传递至墙背上的。

  50. 8.3.4 有超载时的土压力 均布荷载分布在墙后某一宽度范围内

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