【正文】 第六章 擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力 河海大學(xué) 巖土工程研究所 Research Institute of Geotechnical Engineering, Hohai University 主講教師：高明軍 6－ 1 概述 6－ 2 靜止土壓力計(jì)算 6－ 3 朗肯土壓力理論 6－ 4 庫(kù)侖土壓力理論 6－ 5 土壓力問(wèn)題的討論 6－ 6 工程中擋土墻的土壓力計(jì)算 6－ 7 支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算 ?什么是擋土結(jié)構(gòu)物 Retaining structure ?什么是土壓力 (Earth pressure) ?影響土壓力的因素 ?擋土結(jié)構(gòu)物類型對(duì)土壓力分布的影響 6－ 1 概 述 擋土結(jié)構(gòu)物 地下室EEEE支撐土坡的擋土墻堤岸擋土墻地下室側(cè)墻拱橋橋臺(tái)填土填土填土填土地下室支撐土坡的擋土墻堤岸擋土墻地下室側(cè)墻拱橋橋臺(tái)填土填土填土填土地下室EEEE支撐土坡的擋土墻堤岸擋土墻地下室側(cè)墻拱橋橋臺(tái)填土填土填土填土地下室支撐土坡的擋土墻堤岸擋土墻地下室側(cè)墻拱橋橋臺(tái)填土填土填土填土地下室EEEE支撐土坡的擋土墻堤岸擋土墻地下室側(cè)墻拱橋橋臺(tái)填土填土填土填土地下室支撐土坡的擋土墻堤岸擋土墻地下室側(cè)墻拱橋橋臺(tái)填土填土填土填土地下室EEEE支撐土坡的擋土墻堤岸擋土墻地下室側(cè)墻拱橋橋臺(tái)填土填土填土填土地下室支撐土坡的擋土墻堤岸擋土墻地下室側(cè)墻拱橋橋臺(tái)填土填土填土填土Rigid wall 6－ 1 概 述 一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻） 用來(lái)支撐天然或人工斜坡不致坍塌以保持土體穩(wěn)定，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。 6－ 1 概 述 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(lái)自墻后填土的側(cè)向壓力。 一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻） 6－ 1 概 述 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)算的重要荷載。 擋土墻類型（按剛度及位移方式） : 一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻） 6－ 1 概 述 剛性擋土墻 L型 T型 預(yù)應(yīng)力 剛性加筋 扶壁 圬工式 一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻） 6－ 1 概 述 一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻） 6－ 1 概 述 剛性擋土墻 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） 6－ 1 概 述 剛性擋土墻 柔性支護(hù)結(jié)構(gòu) 錨桿 板樁 板樁變形 基坑支撐上的土壓力 變形 土壓力分布 板樁上土壓力 實(shí)測(cè) 計(jì)算 一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻） 6－ 1 概 述 上海市外環(huán)過(guò)江隧道暗埋段基坑支撐 柔性支護(hù)結(jié)構(gòu) 一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻） 6－ 1 概 述 無(wú)法打錨桿 (相鄰建筑物的基礎(chǔ)較深 ,地下管線 ) 內(nèi)支撐 柔性支護(hù)結(jié)構(gòu) 一、擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻） 6－ 1 概 述 土壓力的影響因素 1. 填土的性質(zhì) 2. 擋土墻的高度 3. 擋土墻的移動(dòng)方向 4. 擋土墻和土的相對(duì)位移量 5. 擋土墻的剛度 6. 土體與墻之間的摩擦 6－ 1 概 述 在影響土壓力的諸多因素中， 墻體位移條件 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)生的土壓力的性質(zhì)和土壓力的大小。 二、位移對(duì)土壓力的影響及三種典型的土壓力 6－ 1 概 述 二、位移對(duì)土壓力的影響及三種典型的土壓力 土壓力 離填土位移 向填土位移 0EaEpEABE靜止土壓力 ：擋土墻完全沒(méi)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。以 E0表示。 主動(dòng)土壓力 ：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。它是土壓力中的最小值。以 Ea表示。 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)到極限平衡狀態(tài)時(shí)作用于擋土墻上的土壓力。它是土壓力中的最大值。以 Ep表示。 二、位移對(duì)土壓力的影響及三種典型的土壓力 6－ 1 概 述 （ Passive earth pressure) （ Earth pressure at rest) （ Active earth pressure) 6－ 1 概 述 二、位移對(duì)土壓力的影響及三種典型的土壓力 墻體位移對(duì)土壓力的影響 １．擋土墻所受土壓力的類型，首先取決于墻體是否發(fā)生位移以及位移的方向。其中有三種特定情況下的土壓力，即靜止土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力。 ２．擋土墻所受土壓力的大小并不是一個(gè)常數(shù)，而是隨位移量的變化而變化。 6－ 1 概 述 二、位移對(duì)土壓力的影響及三種典型的土壓力 當(dāng) d =D/H=0 時(shí) E=E0 1. 靜止土壓力 1~5 % 1~5 % 0E 0EaD ?DHHD ?DEp土 壓 力 E_ D DH Hd ? +地下室EEEE支撐土坡的擋土墻堤岸擋土墻地下室側(cè)墻拱橋橋臺(tái)填土填土填土填土地下室支撐土坡的擋土墻堤岸擋土墻地下室側(cè)墻拱橋橋臺(tái)填土填土填土填土6－ 1 概 述 二、位移對(duì)土壓力的影響及三種典型的土壓力 2. 主動(dòng)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(shí)所對(duì)應(yīng)的土壓力 (最小 ) 1~5 % 1~5 % 0E 0EaD ?DHHD ?DEp土 壓 力 E_ D DH Hd ? +地下室EEEE支撐土坡的擋土墻堤岸擋土墻地下室側(cè)墻拱橋橋臺(tái)填土填土填土填土地下室支撐土坡的擋土墻堤岸擋土墻地下室側(cè)墻拱橋橋臺(tái)填土填土填土填土6－ 1 概 述 二、位移對(duì)土壓力的影響及三種典型的土壓力 3. 被動(dòng)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(shí)所對(duì)應(yīng)的土壓力 (最大 ) 1~5 % 1~5 % 0E 0EaD ?DHHD ?DEp土 壓 力 E_ D DH Hd ? +地下室EEEE支撐土坡的擋土墻堤岸擋土墻地下室側(cè)墻拱橋橋臺(tái)填土填土填土填土地下室支撐土坡的擋土墻堤岸擋土墻地下室側(cè)墻拱橋橋臺(tái)填土填土填土填土6－ 1 概 述 二、位移對(duì)土壓力的影響及三種典型的土壓力 本章要討論的中心問(wèn)題 剛性擋土墻 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、分布及合力作用點(diǎn)。 6－ 1 概 述 可按土體處于 側(cè)限條件下 的彈性平衡狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算 。 6－ 2 靜止土壓力計(jì)算 sv sv sh sh z v c z zs s ???0h c x Kzs s ???20012E K H??H H/3 K0?H 0E6－ 2 靜止土壓力計(jì)算 一、一般情況（填土均質(zhì)且無(wú)地下水） 00he K zs???sv sv sh sh z 39。v c z zs s ???39。00h c xe K zs s ?? ? ?39。20012E K H??H H/3 K0??H 0E6－ 2 靜止土壓力計(jì)算 二、墻后填土中有地下水 wwpz??212wwPH???wH wPH/3 39。 2 2001122wwE E P K H??? ? ? ?0 1 1k ?H1 6－ 2 靜止土壓力計(jì)算 三、墻后填土為成層土 H2 0