一、主动土压力在土体自重作用下，挡墙离开土体外移，墙      后土体达主动极限平衡状态时，作用在墙背的土压力Ea §6.3 朗金土压力理论 一、基本假定         墙背垂直、光滑、填土面水平         此时可满足墙背某土体的大、小主应力方向为垂直和水平方向。当墙背土体处于极限平衡状态时则满足：           或  二、主动土压力     s1=gz ,s3=sa ,若令 则 显见sa由两部分组成：      由于土与结构之间抗拉强度极微，受拉即开裂，即不承受拉应力，故      拉裂临界深度z0可取该处saz=0解方程得出，当无超载时，可得：   对无粘性土，c=0，故sa=gzKa 三、被动土压力 §6.5 挡土墙设计 一、挡土墙类型 1.重力式挡土墙 块石或素混凝土砌筑而成，靠自身重力维持稳定，墙体抗拉、抗剪强度都较低。墙身截面尺寸大，一般用于低挡土墙。 2.悬臂式挡土墙 钢筋混凝土建造，立臂、墙趾悬臂和墙踵悬臂三块悬臂板组成，靠墙踵悬臂上的土重维持稳定，墙体内拉应力由钢筋承担，墙身截面尺寸小，充分利用材料特性，市政工程中常用 墙顶 墙基 墙趾 墙面 墙背 墙趾 墙踵 立壁 钢筋 3.扶壁式挡土墙 针对悬臂式挡土墙立臂受力后弯矩和挠度过大缺点，增设扶壁，扶壁间距（0.8～1.0）h，墙体稳定靠扶壁间填土重维持 4.锚定板式与锚杆式挡土墙 预制钢筋混凝土面板、立柱、钢拉杆和埋在土中锚定板组成，稳定由拉杆和锚定板来维持 墙趾 墙踵 扶壁 墙板 锚定板 基岩 锚杆 二、挡土墙计算 1、抗倾覆稳定验算 zf Ea Eaz Eax G a a0 d 要求： 挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾O点向外倾覆。 O x0 xf b z 若Kf＜1.6 则： ① G↑；       ② 伸长墙趾；③ 墙背倾斜；   ④ 卸荷台。 墙趾台阶 2、抗滑稳定验算 要求： Ea Ean Eat d G Gn Gt a a0 O 挡土墙在土压力作用下可能沿基础底面发生滑动。 m为基底摩擦系数，根据土的类别查表得到 逆坡 若Kf＜1.6 则： ① G↑；       ② m ↑ （砂、石） ；③ 逆坡；   ④ 设置拖板。 3.整体滑动验算 当土质较软弱时，可能产生接近于圆弧状的滑动面而丧失其稳定性。此时可采用条分法进行分析验算。 4.地基承载力验算 5.墙身强度验算 2.挡土墙截面尺寸     砌石挡土墙顶宽不小于0.5m，混凝土墙可缩小为0.20m～0.40m，重力式挡土墙基础底宽约为墙高的1/2～1/3 E1 仰斜 E2 直立 E3 俯斜    三种不同倾斜形式挡土墙土压力之间关系 E1＜E2＜E3 三、重力式挡土墙的体型与构造 1.墙背倾斜形式     重力式挡土墙按墙背倾斜方向分为仰斜、直立和俯斜三种，应根据使用要求、地形和施工情况综合确定。 衡重 3.墙后排水措施     挡土墙后填土由于雨水入渗，抗剪强度降低，土压力增大，同时产生水压力，对挡土墙稳定不利，因此挡土墙应设置很好的排水措施，增加其稳定性。     墙后填土宜选择透水性较强的填料，例如砂土、砾石、碎石等，若采用粘土，应混入一定量的块石，增大透水性和抗剪强度，墙后填土应分层夯实。 4.填土质量要求 泄水孔 粘土夯实 滤水层 泄水孔 粘土夯实 粘土夯实 截水沟 【例】某挡土墙墙背竖直、光滑、填土面水平如图所示。其中墙后填土物理力学参数如图所示，挡土墙顶部宽度3m，底部宽度3.5m，墙体重度24kN/m3,，挡土墙与地基的摩擦系数为0.42。试计算：    ① 作用在墙背上的土压力大小及作用点位置，并绘出分布图。    ② 验算挡土墙抗倾覆与抗滑稳定性。 §6.6 新型挡土结构＊ 一、锚定板挡土结构 墙板 锚定板         预制钢筋混凝土面板、立柱、钢拉杆和埋在土中锚定板组成，稳定由拉杆和锚定板来维持。 二、加筋土挡土结构         预制钢筋混凝土面板、土工合成材料制成拉筋承受土体中拉力。 拉筋 面板 三、桩撑挡土结构         采用桩基础，打入地基一定深度，形成板桩墙，用做挡土结构，基坑工程中应用较广。 支护桩 一、地基的破坏形式  §6.7  地基破坏型式及地基承载力 1.整体剪切破坏 Ⅰ. p-s曲线上有两个明显的转折点，可区分地基变形的三个阶段 Ⅱ. 地基内产生塑性变形区，随着荷载增加塑性变形区发展成连续的滑动面 Ⅲ. 荷载达到极限荷载后，基础急剧下沉，并可能向一侧倾斜，基础两侧地面明显隆起 2.局部剪切破坏 Ⅰ. p-s曲线转折点不明显，没有明显的直线段 Ⅱ. 塑性变形区不延伸到地面，限制在地基内部某一区域内 Ⅲ. 荷载达到极限荷载后，基础两侧地面微微隆起 3. 冲剪破坏 Ⅱ.地基不出现明显连续滑动面  Ⅲ. 荷载达到极限荷载后，基础两侧地面不隆起，而是下陷 Ⅰ. p-s曲线没有明显的转折点 0 s p pcr pu a b c p＜pcr pcr＜p＜pu p≥pu a.线性变形阶段 塑性变形区 连续滑动面     oa段，荷载小，主要产生压缩变形，荷载与沉降关系接近于直线，土中τ＜τf,地基处于弹性平衡状态. b.弹塑性变形阶段    ab段，荷载增加，荷载与沉降关系呈曲线，地基中局部产生剪切破坏，出现塑性变形区. c.破坏阶段     bc段，塑性区扩大，发展成连续滑动面，荷载增加，沉降急剧变化. 二、典型p－s曲线  三、地基承载力 1、基本概念 地基承载力：地基承受荷载的能力 临塑荷载：地基土中将要而尚未出现塑性变形区时的基底压力 地基极限承载力：地基承受基础荷载的极限压力 z z b d q=? d p β0 △σ1 △σ3 M 根据弹性理论，地基中任意点由条形均布压力所引起的附加大、小主应力  2、塑性区发展范围 假定在极限平衡区土的静止侧压力系数K0=1，M点土的自重应力所引起的大小主应力均为? (d＋z)，且p0＝p－?0d，则： 当M点达到极限平衡状态，大、小主应力满足极限平衡条件， 整理可得塑性区的边界方程： 若式中p、?0、?、d、c和j已知，则可给出塑性区边界线图。通常只需求得塑性区发展最大深度zmax，故可由 得到： * 第六章  土压力、地基承载力和土坡稳定 §6.1 概述 §6.2 作用在挡土墙的土压力 §6.3 朗肯土压力理论 §6.4 库仑土压力理论 §6.5 挡土墙设计 §6.6 新型档土结构＊ §6.7 地基破坏模式及地基承载力 §6.8 地基的极限承载力 §6.9 地基的稳定性分析 (8学时) 本章提要 本章重点讨论各种条件下挡土墙朗金和库仑土压力理论的计算方法，较深入地探讨粘性土的库仑土压力理论，并简要介绍土压力计算的《规范》方法，对土压力计算中存在的实际问题进行讨论；并简要介绍重力式挡土墙的墙型选择、验算内容和方法，以及挡土墙的各种构造措施，初步了解加筋土挡土墙等新型挡土结构；此外，对各种地基的破坏形式进行分析，介绍地基临塑荷载、临界荷载以及地基承载力的确定方法；最后，简要介绍无粘性土坡、粘性土坡以及地基稳定性分析的常用方法。 要求掌握各种土压力的形成条件、朗金和库仑土压力理论、地基承载力的计算方法，以及无粘性土土坡和粘性土土坡的圆弧稳定分析方法。能处理各种特殊情况下的土压力计算。 §6.1 概述 挡土墙  是防止土体坍塌的构筑物 土压力  是挡土墙后填土因自重或外荷作用对墙背

土压力理论.ppt