土壓力理論與邊坡穩(wěn)定(已修改)
2025-05-12 22:31 本頁面
【正文】 5 土壓力和土坡穩(wěn)定 學(xué)習(xí)目標(biāo) ： ? 了解重力式擋土墻設(shè)計(jì)內(nèi)容 ,減小主動(dòng)土壓力的措施； ? 掌握主動(dòng)土壓力、靜止土壓力和被動(dòng)土壓力等三種土壓力的概念以及產(chǎn)生條件，熟悉郎肯土壓力理論和庫侖土壓力理論的原理與適用條件，會(huì)計(jì)算常見情況下的主動(dòng)和被動(dòng)土壓力。 土壓力的類型與影響因素 庫倫土壓力理論 本 章 內(nèi) 容 靜止土壓力的計(jì)算 郎肯土壓力理論 擋土墻設(shè)計(jì) 概述 土坡穩(wěn)定分析 地基的穩(wěn)定性 概 述 ?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。 ?土壓力 —— 擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)壓力。 地下室 E 地下室側(cè)墻 E 橋面 拱橋橋臺(tái) 建筑物 支撐建筑物周圍填土 E 隧道側(cè)墻 E E 支撐邊坡 E 碼頭 常見擋土墻結(jié)構(gòu) 擋土墻工程實(shí)例 錨桿式擋土墻 加筋土擋土墻 土壓力土壓力靜止土壓力靜止土壓力 主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力 被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力土壓力土壓力圖 c 圖 b 圖 a 土壓力根據(jù)擋土墻位移方向和大小分類 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。 土壓力的類型 墻體位移與土壓力類型 被動(dòng)土壓力 （ Passive earth pressure) 靜止土壓力 （ Earth pressure at rest) 主動(dòng)土壓力 （ Active earth pressure) 土壓力與擋土墻位移的關(guān)系 ap EEE ?? 0:三種土壓力的大小關(guān)系?，位移的方向和大小； ?，隨著位移以及位移的大小、方向的變化，土壓力值也在變化， Ea、 E0、 Ep、是三種特定土壓力狀態(tài)值； ?，產(chǎn)生主動(dòng)土壓力 Ea，所需要墻體位移量較小，對(duì)中密以上砂土△ a/H約為 1‰ ～ 5 ‰ ，而墻體達(dá)到被動(dòng)平衡，產(chǎn)生被動(dòng)土壓力 Ep，所需要墻體位移量很大，對(duì)中密以上砂土△ p/H約為 1%～ 5%，這樣大的位移在工程中是不允許的。 ?實(shí)際工程中不少擋土墻的位移量可能并未達(dá)到△ a、△ p，因而作用在擋土墻上的土壓力可能介于 Ea和 Ep之間，計(jì)算比較復(fù)雜，本章只介紹 Ea、 E0、 Ep的計(jì)算方法。 結(jié) 論 ? ??? s in1K 0K0: 靜止土壓力系數(shù) 靜止土壓力 —— 墻體不發(fā)生移動(dòng) 強(qiáng)度 200 21 HKE ??總靜止 土壓力 H z zKp ?00 ?H31E0 HK ?0注意： 當(dāng)填土中有地下水時(shí)，時(shí)下透水層應(yīng)采用浮重度計(jì)算土壓力，同時(shí)考慮作用在擋土墻上的靜水壓力。 靜止土壓力計(jì)算 朗肯土壓力理論 基本原理 1857年英國學(xué)者朗肯 ()研究了 半無限土體 處于 極限平衡 時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)，提出了著名的朗肯土壓力理論。 朗肯土壓力理論的假設(shè)： 土的極限 平衡條件 半空間的 應(yīng)力狀態(tài) 土壓力的 計(jì)算方法 朗肯主動(dòng)及被動(dòng)狀態(tài) aaaaKczKpczp2)245ta n (2)245(ta n 2?????????? ?? 朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算 )2t a n ( 4 52c)2( 4 5t a nσσ 213 ?? ????? ??)245(t a n 2 ??? ?aKs1 45?+?/2 z pa=s3 σ1=σz， pa=σx=σ3 )245t a n (2)245(t a n 2 ??s ???? ?? cp za極限平衡條件： (1)均質(zhì)填土作用情況 aaa KczKp 2?? ? 020 ??? aaa KcKzp ?臨界深度 總主動(dòng)土壓力 無黏性土 22121γHKHγ H KS ΔEaaa????Ea H 3Haa HKp ??無黏性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布 a2213aγ z K)2( 45γ z t a n)22c t a n ( 45)2( 45t a nσσp??????????????作用點(diǎn)：擋土墻 H/3處； 方向：垂直墻背指向墻身 黏性土 Ea H 3 0zH?aKc2aKcz?20 ?aaa KcHKp 2?? ?臨界深度 黏性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布 aaaKcγ z K)(c)(γz)(c)(σσp2245t a n2245t a n245t a n2245t a n2213???????????????????aaaaaKγczKcKγzKcKγz2220000????))(2(21)()(0zHKcHKEaaa????????????aaaK2cHK2cHK21SEa H 3 0zH?aKc2aKcz?20 ?aaa KcHKp 2?? ?臨界深度 黏性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布 作用點(diǎn)：擋土墻（ Hz0)/3處； 方向：垂直墻背指向墻身 （ 2）分層填土 ainanaaEyEyEyEcaaiiayKcKhp?????????? ?22112?分層填土 ? ?? aaiia KcKhp 2?33333221133332211322222112222112111111111222222aaaaaaaaaaaaaaaaaKcKhhhpKcKhhpKcKhhpKcKhpKcKhpKcp????????????????）（）（）（下上下上上??????????1 h1 c1? 1 ?2 h2 c2? 2 ?3 h3 c3?3 1 2 3 4 abaaaaaSSSSSEEEE84385 7 92 5 7 31 2 6321???????????口口1 2 3 4 5 6 7 8 9 b a ainanaaEyEyEyEcy ???????? 221
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