静止土压力计算
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静止土压力系数是土力学中一个重要的参数,它可以用来衡量土体内部的压力分布。
在设计和建造土结构时,静止土压力系数是非常重要的。
它可以帮助设计者更好地理解土体内部的压力分布,从而更好地设计出更加安全和结实的土结构。
静止土压力系数的计算公式主要有以下几种:
1. 基于力学模型的计算公式:该公式使用力学模型来计算土体内部的压力分布,公式为:P=Ks*(1-sinα),其中Ks为静止土压力系数,α为土体内部的压力分布角度。
2. 基于塑性模型的计算公式:该公式使用塑性模型来计算土体内部的压力分布,公式为:P=Ks*(1-sinα)^m,其中Ks为静止土压力系数,α为土体内部的压力分布角度,m为塑性模型的系数。
3. 基于土体强度模型的计算公式:该公式使用土体强度模型来计算土体内部的压力分布,公式为:P=Ks*(1-sinα)^n,其中Ks为静止土压力系数,α为土体内部的压力分布角度,n 为土体强度模型的系数。
以上是关于静止土压力系数计算公式的介绍,它们可以帮助设计者更好地理解土体内部的压力分布,从而更好地设计出更加安全和结实的土结构。
第五章土压力计算本章主要介绍土压力的形成过程,土压力的影响因素;朗肯土压力理论、库仑土压力理论、土压力计算的规范方法及常见情况的土压力计算;简要介绍重力式挡土墙的设计计算方法。
学习本章的目的:能根据实际工程中支挡结构的形式,土层分布特点,土层上的荷载分布情况,地下水情况等计算出作用在支挡结构上的土压力、水压力及总压力。
第一节土压力的类型土体作用在挡土墙上的压力称为土压力。
一、土压力的分类作用在挡土结构上的土压力,按挡土结构的位移方向、大小及土体所处的三种平衡状态,可分为静止土压力E o,主动土压力E a和被动土压力E p三种。
1.静止土压力挡土墙静止不动时,土体由于墙的侧限作用而处于弹性平衡状态,此时墙后土体作用在墙背上的土压力称为静止土压力。
2.主动土压力挡土墙在墙后土体的推力作用下,向前移动,墙后土体随之向前移动。
土体内阻止移动的强度发挥作用,使作用在墙背上的土压力减小。
当墙向前位移达主动极限平衡状态时,墙背上作用的土压力减至最小。
此时作用在墙背上的最小土压力称为主动土压力。
3.被动土压力挡土墙在较大的外力作用下,向后移动推向填土,则填土受墙的挤压,使作用在墙背上的土压力增大,当墙向后移动达到被动极限平衡状态时,墙背上作用的土压力增至最大。
此时作用在墙背上的最大土压力称为被动土压力。
大部分情况下作用在挡土墙上的土压力值均介于上述三种状态下的土压力值之间。
二、影响土压力的因素1.挡土墙的位移挡土墙的位移(或转动)方向和位移量的大小,是影响土压力大小的最主要的因素,产生被动土压力的位移量大于产生主动土压力的位移量。
2.挡土墙的形状挡土墙剖面形状,包括墙背为竖直或是倾斜,墙背为光滑或粗糙,不同的情况,土压力的计算公式不同,计算结果也不一样。
3.填土的性质挡土墙后填土的性质,包括填土的松密程度,即重度、干湿程度等;土的强度指标内摩擦角和粘聚力的大小;以及填土的形状(水平、上斜或下斜)等,都将影响土压力的大小。
土力学教案静止土压力计算教学目标:1. 了解静止土压力的概念及其重要性。
2. 掌握静止土压力计算的基本原理和方法。
3. 能够应用静止土压力计算公式进行实际工程计算。
教学准备:1. 教材或相关资料。
2. 投影仪或白板。
3. 计算器。
教学时间:45分钟教学内容:一、引言(5分钟)1. 介绍土力学的基本概念。
2. 解释静止土压力的定义及其在工程中的重要性。
二、静止土压力计算原理(10分钟)1. 讲解库仑定律及其在土压力计算中的应用。
2. 介绍有效应力概念。
3. 解释静止土压力计算的基本公式。
三、静止土压力计算方法(10分钟)1. 讲解如何确定土的物理性质参数。
2. 介绍如何测量土的压力试验。
3. 演示如何应用静止土压力计算公式进行计算。
四、实例分析(5分钟)1. 提供一个实际工程案例。
2. 引导学生应用静止土压力计算公式进行计算。
3. 讨论计算结果的意义及其在工程中的应用。
五、总结与展望(5分钟)1. 总结静止土压力计算的重要性和方法。
2. 强调在实际工程中应注意的问题。
3. 展望土力学在工程中的未来发展。
教学评估:1. 课堂参与度:观察学生在课堂上的提问和回答问题的情况。
2. 练习题:布置相关练习题,评估学生对静止土压力计算的掌握程度。
3. 小组讨论:评估学生在小组讨论中的表现,包括合作和沟通能力。
土力学教案静止土压力计算教学内容:六、土压力计算实践操作(10分钟)1. 分配实际工程案例,要求学生自主完成静止土压力计算。
2. 引导学生使用计算软件或手算进行计算。
3. 强调计算过程中应注意的细节和常见问题。
七、结果分析与讨论(5分钟)1. 学生展示计算结果,并进行分析。
2. 引导课堂讨论,探讨不同计算方法的影响和适用条件。
3. 强调结果的可靠性和准确性在工程中的应用。
八、静止土压力计算的局限性(5分钟)1. 介绍静止土压力计算的局限性和假设条件。
2. 讨论实际工程中可能遇到的问题和挑战。
3. 强调综合考虑其他因素,如地下水、土壤变形等,对土压力计算的重要性。
第一节 经典土压力理论浅埋地下结构的竖向土压力计算:土柱理论,即竖向土压力即为结构顶盖上整个土柱的全部重量。
侧向土压力计算的经典理论的主要依据:库伦(Coulomb)理论和朗肯〔Rankine)理论。
计算静止土压力计算一般采用弹性理论,它也可以称为经典理论。
1.1 静止土压力z K p γ00= (1-1)z c γσ= (1-2)μμ−=10K (1-3)02021K h E γ= (1-4)图1.1 静止土压力计算图式式中γ-土的重度;z -由地表面算起至M 点的深度;-静止土压力系数;0K μ-土的泊松比,其值通常由试验来确定;合力作用点位于距墙踵h /3处。
0E 图1.2 库伦土压力计算图式1.2 库伦土压力理论aa K h E 221γ= (1-5) pp K h E 221γ= (1-6)2222])sin()sin()sin()sin(1)[(sin sin )(sin δαβαδϕβϕδααϕα−++−+−+=a K (1-7)2222])sin()sin()sin()sin(1)[(sin sin )(sin δαβαδϕβϕδααϕα++++−+−=p K (1-8)粘性土中等效内摩擦角换算有多种, (1)根据土的抗剪强度相等的原则进行换算为:)(hctg arctg D γϕϕ+= (1-9) 还有其他换算方式:(2) 借助朗肯土压力理论进行换算,按朗肯理论同时考虑c 、ϕ值得到的土压力值要和已换算成等效内摩擦角D ϕ后得到的土压力值相等,推算得到等效内摩擦角D ϕ。
(3)采用《建筑地基基础设计规范》计算。
1.3 朗肯土压力理论图1.3 朗肯极限平衡状态z z γσ= (1-10) z K x γσ0= (1-11)a a a K c zK p 2−=γ (1-12)P P P K c zK p 2+=γ (1-13)式中:)245(2ϕ−=tg K a ,245(2ϕ+=tg K pγγ222221cK ch K h E a a a +−= (1-14)第二节 地下结构的土层压力2.1 浅埋地下结构的竖向土层压力在软土地层中当地下结构物采用明挖法施工,埋置深度较浅(顶盖离地表面距离较近时),称为浅埋地下结构。
郑州交通技师学院授课教案首页课程:《土力学与地基基础》教师: 燕胜坤第15周课次22§4-2 静止土压力计算一、复习1、三种土压力的概念2、影响挡土墙土压力的主要因素二、引入:上节课我们说过对于拱桥桥台应根据受力和填土的压实情况,采用静止土压力或静止土压力加土抗力(土抗力是指土体对结构的弹性抗力,与位移成正比)。
但对于静止土压力的大小我们如何来确定呢?这节课我们就共同探讨静止土压力是如何计算的。
三、新课:静止土压力计算静止土压力只发生在挡土墙为刚体,墙体不发生任何位移的情况,实际工程中,作用在深基础侧墙或者U形桥台上土压力,可近似看作静止土压力。
1、按土体处于侧限条件下的弹性平衡状态进行计算。
静止土压力系数ξ对于侧限应力状态:静止土压力强度p0 =σx=ξσz=ξγz, kP aξ:静止土压力系数; p0:作用于墙背上的静止土压力强度,kP a;γ:强后填土的重度,kN/m3; z:计算点离填土表面的深度,m。
静止土压力系数,对正常固结土,ξ=1-sinφ´,对超固结土,ξ=(1-sinφ´)1/2,φ´为土的有效内摩擦角(º);缺乏资料时可取经验值;沙土ξ=0.34到0.45之间,黏性土ξ=0.5到0.7之间。
有上式可知,p0和z成正比,静止土压力强度分布沿墙高呈三角形分布。
若墙高为H,则作用于单位长度墙上的总静止土压力E o为=1/2(ξγH)H=1/2(ξγH2), kN/mEE方向水平,作用线通过p0分布图形心,作用点应在墙高的1/3处。
o2、考虑地下水的静止土压力计算若墙后填土中有地下水,则计算静止土压力时,水中土的重度应取浮重度。
的确定,静止土压力计算的关键是静止土压力系静止土压力系数 K可由室内的或现场的静止侧压力试验来测定。
对于砂或正数的确定。
K常固结的粘土,可根据有效内摩擦角来确定:砂土 K=0.35—0.45;粘性=0.5—0.7。
第五章土压力计算本章主要介绍土压力的形成过程,土压力的影响因素;朗肯土压力理论、库仑土压力理论、土压力计算的规范方法及常见情况的土压力计算;简要介绍重力式挡土墙的设计计算方法。
学习本章的目的:能根据实际工程中支挡结构的形式,土层分布特点,土层上的荷载分布情况,地下水情况等计算出作用在支挡结构上的土压力、水压力及总压力。
第一节土压力的类型土体作用在挡土墙上的压力称为土压力。
一、土压力的分类作用在挡土结构上的土压力,按挡土结构的位移方向、大小及土体所处的三种平衡状态,可分为静止土压力E o,主动土压力E a和被动土压力E p三种。
1.静止土压力挡土墙静止不动时,土体由于墙的侧限作用而处于弹性平衡状态,此时墙后土体作用在墙背上的土压力称为静止土压力。
2.主动土压力挡土墙在墙后土体的推力作用下,向前移动,墙后土体随之向前移动。
土体内阻止移动的强度发挥作用,使作用在墙背上的土压力减小。
当墙向前位移达主动极限平衡状态时,墙背上作用的土压力减至最小。
此时作用在墙背上的最小土压力称为主动土压力。
3.被动土压力挡土墙在较大的外力作用下,向后移动推向填土,则填土受墙的挤压,使作用在墙背上的土压力增大,当墙向后移动达到被动极限平衡状态时,墙背上作用的土压力增至最大。
此时作用在墙背上的最大土压力称为被动土压力。
大部分情况下作用在挡土墙上的土压力值均介于上述三种状态下的土压力值之间。
二、影响土压力的因素1.挡土墙的位移挡土墙的位移(或转动)方向和位移量的大小,是影响土压力大小的最主要的因素,产生被动土压力的位移量大于产生主动土压力的位移量。
2.挡土墙的形状挡土墙剖面形状,包括墙背为竖直或是倾斜,墙背为光滑或粗糙,不同的情况,土压力的计算公式不同,计算结果也不一样。
3.填土的性质挡土墙后填土的性质,包括填土的松密程度,即重度、干湿程度等;土的强度指标内摩擦角和粘聚力的大小;以及填土的形状(水平、上斜或下斜)等,都将影响土压力的大小。
100米的土的压强土的压强是指土体在垂直方向上受到的压力,通常用单位面积上受到的压力来表示。
在工程领域,了解土的压强对于设计和施工具有重要意义。
本文将探讨100米土的压力分布规律、影响因素、计算方法以及在工程中的应用。
一、土的压力分布规律在一般情况下,土的压力随着深度的增加而增大。
根据土力学理论,100米土的压力分布可以分为三个阶段:1.表层压力:地表附近的土体受到地面荷载和上方土体的压力,压力分布较均匀。
2.过渡层压力:随着深度的增加,土体所受压力逐渐增大。
在过渡层,压力分布呈现出非线性特点,压力增幅逐渐减小。
3.均匀压力:当达到一定深度后,土的压力分布趋于均匀,压力值基本保持不变。
二、影响土压力的因素1.土的性质:土壤的类型、密度、含水量等性质对土压力有重要影响。
2.荷载类型:如均布荷载、线荷载、点荷载等,不同荷载类型对土压力的分布特征产生差异。
3.深度:随着深度的增加,土压力逐渐增大,但增幅逐渐减小。
4.施工条件:如施工方法、工期、周围环境等,会影响土压力的分布。
三、土压力计算方法1.静止土压力计算:根据土的性质、深度和荷载类型,采用静止土压力公式计算。
2.主动土压力计算:考虑土体变形和位移,采用主动土压力公式计算。
3.被动土压力计算:在深基坑工程中,采用被动土压力公式计算。
四、土压力在工程中的应用1.地基设计:根据土的压力分布规律,合理设计地基基础结构,确保工程安全。
2.深基坑工程:分析土压力对基坑围护结构的影响,优化施工方案。
3.土方工程:根据土的压力分布规律,合理规划土方开挖和回填方案。
4.隧道工程:分析土压力对隧道结构的影响,确保隧道施工安全。
总之,了解100米土的压力分布规律、影响因素、计算方法及应用,对于工程建设具有重要意义。
3.O米高重力式挡墙验算(土压力计算方法:静止) 重力式挡墙验算计算项目:重力式挡墙1计算时间:2023-03-0714:35:02星期二执行规范:[1]《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002),本文简称《边坡规范》[2]《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001),本文简称《荷载规范》[3]《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),本文简称《抗震规范》[4]《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),本文简称《混凝土规范》[5]《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002),本文简称《基础规范》[6]《砌体结构设计规范》(GB50003-2001),本文简称《砌体规范》[简图][已知条件][计算内容](I)墙身力系计算(2)滑动稳定性验算(3)倾覆稳定性验算(4)地基承载力及偏心距验算(5)基础强度验算(6)墙底截面强度验算(7)台顶截面强度验算[计算结果]一、【组合1】(一)作用在挡土墙上的力系计算1岩土压力计算(1)合力按假想墙背计算静止土压力:Ea=89.218(kN)Ex=89.218(kN)Ey=O.000(kN)作用点高度Zy=L276(m)(2)分布岩土压力分布见左侧结果图。
2墙身重力计算墙身截面积=6.891(m2)重量=172.283(kN)重心至墙趾的水平距离=1.826(m)3墙背与假想墙背之间土楔重(包括超载)=36.608(kN)重心坐标(1.638,-L276)(相对于墙面坡上角点)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.200因墙下基础为钢筋混凝土底板,所以需要验算基础底面的滑移稳定性基础截面积=2.485(m2)基础重量Wj=62.127(kN)采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=14.036(度)总竖向力:27L018(kN),在基底面的法向分量二262.926(kN),切向分量=65.732(kN)总水平力=89.218(kN),在基底面的法向分量=21.638(kN),切向分量=86.554(kN) 滑移力=20.822(kN)抗滑力=56.913(kN)滑移验算满足:Ke=2.733>1.300地基土摩擦系数=0.500地基土土楔重=41.881(kN)地基土层水平向:滑移力=89.218(kN)抗滑力:156.450(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:K c2=1.754>1.300(三)倾覆稳定性验算相对于墙趾点:墙身重力的力臂=1.826(m)Ey的力臂=3.307(m)EX的力臂=0.449(m)墙背与第二破裂面(或假想墙背)之间土重的力臂=2.988(m)基础为钢筋混凝土底板,验算挡土墙绕基础趾点倾覆稳定性基础截面积=2.485(m2)基础重量Wj=62.127kN基础重心距离基础趾点的水平距离=2.142(m)倾覆力矩;74.671(kN-m)抗倾覆力矩=749.559(kN-m)倾覆验算满足:K0=10.038>1.600(四)地基承教力及偏心距验算基础类型为钢筋碎底板,验算底板下偏心距及压应力基础截面积=2.485(m2)基础重量Wj=62.127(kN)取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距相对于墙趾点:总竖向力(标准值)=284.565(kN)总弯矩(标准值)=674.889(kN-m)力臂Zn=2.372(m) 基础底面宽度B=4.208(m)偏心距e=-0.2基(m)(右偏)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.267≤0.250X4.208=1.052(m)基底压力(标准值):墙趾=41.836(kPa)墙踵=93.399(kPa)地基平均承载力验算满足:pk=67.618≤f n=150.000(kPa)基础边缘地基承载力验算满足:P-X=93.399≤1.2f a=l.2X150.000=180.000(kPa)(五)基础强度验算基础为钢筋混凝土底板,需要作强度验算基础截面积=2.485(m2)基础重量Wj=62.127(kN)取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距基础底面宽度B=4.208(m)偏心距e=-0.267(m)(右偏)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.372(m)基础底压力(设计值):趾部=41.836(kPa)踵部=93.399(kPa)悬臂根部=51.638(kPa)重要性系数Yo=1.000混凝土底板基础悬臂端部强度验算:截面高度:H,=0.600(m)截面弯矩:M=2.749(kN-m)截面剪力:Q=8.755(kN)纵向受拉钢筋:As=ξaιf c bho∕fy=14mm^P=0.00%<P Im n=0.20%按构造配筋As=1200mm2抗剪截面验算:V=8.75kN<0.250BcfCbho=1636.25kN截面满足抗剪承载力验算:8.75(kN)≤0.7Bhftbh产488.95(kN)满足(六)墙底截面强度验算1岩土压力不重新计算2墙身重力计算墙身截面积=5.610(m2)重量=140.250(kN)重心至墙趾的水平距离=1.755(m)3墙背与假想墙背之间土楔重(包括超载)=22.500(kN)重心坐标(1.500,T.000)(相对于墙面坡上角点)4截面验算相对于验算截面外边缘:墙身重力的力臂=1.755(m)Ey的力臂=2.988(m)EX的力臂=0.449(m)相对于截面趾点:总竖向力(设计值)=162.554(kN)总弯矩(设计值)=272.779(kN-m)力臂Zn=1.678(m)截面宽度B=3.100(m)偏心距e=-0.128面)(右偏)截面上偏心距验算满足:e=0.128≤0.225×3.100=0.697(m)重要性系数Yo=1.000验算截面上的轴向压力设计值N=162,554(kN)素混凝土构件的稳定系数小=1.000每沿米混凝土受压区面积A'c=3.356(m2)素混凝土轴心抗压强度设计值匕=10115.0(kPa)受压承载力验算满足:YoN=162.554<Φf cc A,c=33947.504(kN)重要性系数YO=1.000验算截面上的剪力设计值V=22.304(kN)轴向压力设计值N=162.554(kN)挡墙构件的计算截面每沿米面积A=3.100(m2)素混凝土轴心抗拉强度设计值&=698.500(kPa)计算截面的剪跨比入=1.5受剪承载力验算满足:YoV=22.304<1.75f l bho∕(λ+l)=1515.745(kPa)(七)台顶截面强度验算1岩土压力计算按假想墙背计算静止土压力:Ea=35.094(kN)Ex=35.094(kN)Ey=O.000(kN)作用点高度Zy=O.800(m)2墙身重力计算墙身截面积=3.840(m2)重量=96.000(kN)重心至墙趾的水平距离=1.100(m)3墙背与假想墙背之间土楔重(包括超载)二14.400(kN)重心坐标(1.400,-0.800)(相对于墙面坡上角点)4截面验算相对于验算截面外边缘:墙身重力的力臂=1.100(m)Ey的力臂=2.000(m)EX的力臂=0.800(m)相对于截面趾点:总竖向力(设计值)=104.773(kN)总弯矩(设计值)=95.072(kN-m)力臂Zn=0.907(m)截面宽度B=2.200(m)偏心距e=0.193(m)(左偏)截面上偏心距验算满足:e=0.193≤0.225X2.200=0.495(m)重要性系数丫。
土压力合力计算公式土压力合力计算公式是土木工程中一个非常重要的概念,它在挡土墙、地下结构等方面的设计和分析中起着关键作用。
咱们先来聊聊土压力是咋回事。
比如说,你想象一下,有一堵大大的挡土墙,它把土给挡住了。
这时候,土可不是乖乖地待着不动,它会对挡土墙施加压力,这个压力就是土压力。
土压力有静止土压力、主动土压力和被动土压力三种类型。
静止土压力呢,就是土没有发生移动,处于相对静止状态时产生的压力。
主动土压力是土主动向挡土墙移动时的压力,被动土压力则是挡土墙推着土移动时产生的压力。
那土压力合力计算公式是啥样的呢?咱们以常见的库仑土压力理论为例来说说。
库仑土压力理论认为,土压力的大小和方向取决于墙后填土的性质、墙背的倾斜程度、粗糙程度以及填土表面的倾斜情况等因素。
具体的计算公式这里就不详细列出来啦,太复杂怕把大家绕晕。
不过可以打个比方,这就好像你要算出一堆水果的总重量。
每个水果的大小、重量都不一样,你得综合考虑各种因素,才能得出一个比较准确的总重量。
我记得有一次去一个工地,看到工程师们正在为一堵挡土墙的设计争论不休。
就是因为在计算土压力合力的时候,大家对于一些参数的取值有不同的看法。
有人觉得填土的内摩擦角应该大一点,有人觉得应该小一点。
这可把大家难住了,最后经过反复的讨论和计算,才确定了一个比较合理的方案。
在实际工程中,准确计算土压力合力可不是一件容易的事儿。
稍微一个参数弄错了,可能就会导致设计的挡土墙不安全或者太浪费材料。
所以啊,这就要求工程师们要非常细心,对各种参数的取值要经过认真的勘察和分析。
总之,土压力合力计算公式虽然有点复杂,但它是我们设计安全可靠的土木工程结构的重要工具。
只有把它掌握好了,我们才能让那些高楼大厦、桥梁隧道稳稳地矗立在大地上。
希望通过今天的简单介绍,能让大家对土压力合力计算公式有个初步的了解。
以后要是在学习或者工作中遇到相关的问题,可别被它给难住啦!。
静止土压力公式推导过程好嘞,今天咱们就聊聊静止土压力公式的推导过程,这可是一个既有趣又有点小复杂的事情。
想象一下,咱们在一个大工地上,旁边有一堵墙,墙的另一边是土壤。
土壤就像一个懒洋洋的家伙,压着那堵墙,不好好配合。
这时候,咱们要知道这家伙的压力到底有多大,这就是静止土压力的事情。
咱们得搞清楚静止土压力是什么。
简单来说,就是在墙体静止的时候,土壤施加在墙体上的压力。
这个压力不是随便来的,而是跟土壤的重量、深度还有土壤的性质息息相关。
就像一块石头压在另一块石头上,压得越深,压力就越大。
咱们首先关注的是土壤的重力,这可是个大头。
想象一下,土壤就像一层层的蛋糕,每一层都很重,压在底下的层数越多,底下的压力就越大。
然后,咱们得用到一个很重要的公式,叫做“静止土压力公式”。
这个公式可不是从天上掉下来的,而是经过一番折腾推导出来的。
咱们先看一下土壤的深度,越深压力越大。
假设深度是h,土的密度是ρ,那么压力P就可以用这个公式表示:P = ρgh。
这里的g是重力加速度,差不多是9.8米每秒平方。
你看,这个公式就像是给我们提供了一条明确的路,让我们知道怎么计算压力。
好啦,咱们来仔细聊聊这个推导过程。
想象一下一个小小的立方体土壤,它的边长是Δh,咱们要计算它的重量。
重嘛,就得用密度乘以体积。
体积是ΔA * Δh,ΔA是这个立方体的底面积。
所以,土壤的重量W = ρ * ΔA * Δh。
咱们想知道这个小立方体对墙体施加的压力。
压力的定义是力除以面积,所以咱们可以把刚刚的重量除以底面积ΔA,得到了压力:P = W / ΔA = ρgh。
但是,静止土压力的关键在于这个压力是如何随着深度变化的。
假如我们把这个小立方体想象成一层层叠加的沙子,深度越深,压力自然越大。
于是,咱们就要把这层层的压力加起来,形成一个完整的压力分布。
这个过程就像是把小石头一个个叠起来,最后形成一座小山,山的底部压力就会非常大。
咱们要用积分的方法来解决这个问题。
静止压力
挡土墙完全没有侧向位移、偏转和自身弯曲变形时,作用在其上的土压力即为静止土压力,此时墙后土体处于侧限应力状态(弹性平衡状态),与土的自重应力状态相同。
半无限土体中z深度处一点的应力状态,巳知其水于面和竖直面都是主应力面。
作用于该土单元上的竖直向主应力就是自重应力σv=γz,则水平向自重应力(静止土压力强度):σ0 = σh =k0γz
图1 静止土压力分布
式中——k0土的侧压力系数或静止土压力系数,对于正常固结粘性土,可近似按k0≈1-sin j’(Jaky,1944),(j’为土的有效内摩擦角)。
γ ——墙后填土重度。
静止土压力强度分布沿墙高呈三角形分布。
若墙高为H,则作用于单位长度墙上的总静止土压力Eo为:Eo的作用点应在墙高的1/3处。