8土力学EarthPressure土压力详解
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第七章 土压力引 言在铁路、公路、水利、建筑等工程中,经常会遇到修建挡土结构物的问题,如图7.1所示。
挡土结构物背后的土因自重或外荷载作用对挡土结构物产生侧向压力。
研究该力大小、方向、分布规律是本章研究的主要问题。
图7.1 挡土结构物§ 7.1 概 述一、土压力的概念土压力(earth pressure )是指挡土墙后填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。
二、土压力的分类图7.2 挡土墙可能的位移形式备 注结合工程实践,引入本章需要研究的问题。
设问法启发学生挡土墙可能的位移形式。
挖孔桩支护钢筋混凝土挡土墙1、主动土压力(active earth pressure) (土推墙)当墙身受墙后填土的作用是墙绕墙背底部转动或平移,当位移达到某界限值ρ时,土体将出现滑动面,墙背后土体沿滑动面将滑动的瞬间作用在墙背的土压力成为主动土压力。
这时墙后土体所处得应力状态成为主动极限平衡状态。
2、静止土压力(earth pressure at rest)墙身静止,没有产生任何移动或转动,墙后土体处于弹性平衡状态,这时作用在墙上的土压称为静止土压力。
3、被动土压力(passive earth pressure) (墙推土)当墙身由于某种作用向着土体方向转动或平移时,当位移达到某界限值ρ时,土体将出现滑动面,墙背后土体沿滑动面将滑动的瞬间作用在墙背的土压力成为被动土压力。
这时墙后土体所处得应力状态成为被动极限平衡状态。
4、p 0、p p 、p a 的大小比较p a p p p ≤≤0,等号只适用于特殊情况下的流态土。
图7.3 土压力与墙的位移之间的关系5、土压力的计算理论库仑土压力理论和朗肯土压力理论。
三、墙体刚度与土压力墙体刚度影响土压力的分布:三角形分布和曲线分布。
四、界限位移墙后土体将要出现而未出现滑动面时挡土墙位移的临界值。
备 注结合工程实践,引入本章需要研究的问题。
比喻加深学生对主动土压力与被动土压力大小的理解: 在一个拥挤的公共汽车上,我们上车时要挤压人群,相当于施加被动土压力,是相当吃力而辛苦的;而上车后关上门,我们后退一步则压力大大减少,相当于主动土压力。
第8章 土压力8.1 概述1.定义:土压力——土体作用在挡土结构物上的压力。
2.土压力的影响因素(1)首要的是,挡墙位移方向与位移量(2)挡墙:高度、刚度、墙背(形状、倾斜度、粗糙度) (3)填土性质:填土面形状(倾斜度) (4)荷载8.2 挡土墙侧的土压力一、土压力的类型土压力⎪⎩⎪⎨⎧→⇒→⇒→⇒如桥墩墙推土被动土压力如一般的重力式挡土墙土推墙主动土压力外墙如地下室墙不动静止土压力p a E E E 01.静止土压力——挡土墙在土压力作用下不发生任何变形和位移(移动或转动)墙后填土处于弹性平衡状态,作用在挡土墙背的土压力。
2.主动土压力——挡土墙在土压力作用下离开土体向前位移时,土压力随之减少。
当位移至一定数值时,墙后土体达到主动极限平衡状态。
此时,作用在墙背的土压力称为主动土压力。
3.被动土压力——挡土墙在外力作用下推挤土体向后位移时,作用在墙上的土压力随之增加。
当位移至一定数值时,墙后土体达到被动极限平衡状态。
此时,作用在墙上的土压力称为被动土压力。
△a<<△p (右图为墙身位移和土压力的关系), p a E E E <<0△a ——产生主动土压力所需的位移量 △p ——产生被动土压力所需的位移量二、静止土压力计算 (一)静止土压力的分布强度如图所示,在墙后填土体中任意深度z 处取一微小单元体,作用于单元体水平面上的应力为γz ,则该点的静止土压力,即侧压力强度为:p 0=K 0γz (kPa )(静止土压力沿墙高为三角形分布)或 00)(K p z cz σσ+=γ——墙后填土重度;K 0——土的静止侧压力(土压力)系数,可查表,也可近似按ϕϕ''-=( sin 10K 为土的有效内摩擦角)计算;静止土压力系数的确定方法⎪⎩⎪⎨⎧'采用经验值—较适合于砂土—-=采用经验公式:—较可靠—测定通过侧限条件下的试验ϕsin 10K一般:松砂(4.00=K )、密砂(7.00=K )、粘性土(5.00=K )正常固结土(可取ϕ'-=sin 10K )、超固结土(可能10>K )。