书签 分享 收藏 举报 版权申诉 / 26
上传文档赚钱

类型第一节挡土墙土压力计算课件.ppt

  • 上传人(卖家):晟晟文业
  • 文档编号:4315660
  • 上传时间:2022-11-29
  • 格式:PPT
  • 页数:26
  • 大小:165.50KB
  • 【下载声明】
    1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
    2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
    3. 本页资料《第一节挡土墙土压力计算课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
    4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
    5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
    配套讲稿:

    如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。

    特殊限制:

    部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。

    关 键  词:
    第一节 挡土墙 压力 计算 课件
    资源描述:

    1、第四章第四章 土力学在岩土工程中的应用土力学在岩土工程中的应用第一节第一节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算一、一、概述概述 房屋建筑中的地下室外墙,重力式码头的岸壁,桥房屋建筑中的地下室外墙,重力式码头的岸壁,桥梁接岸的桥台,以及地下硐室的侧墙等都支撑着侧向土梁接岸的桥台,以及地下硐室的侧墙等都支撑着侧向土体。这些用来侧向支撑土体的结构物,统称为体。这些用来侧向支撑土体的结构物,统称为挡土墙挡土墙。而被支撑的土体作用于挡土墙上的侧向压力,称为而被支撑的土体作用于挡土墙上的侧向压力,称为土压土压力力。(一)、挡土墙的工程应用(一)、挡土墙的工程应用 挡土墙是一种防止土体下滑的构筑物,在土木工程

    2、中挡土墙是一种防止土体下滑的构筑物,在土木工程中应用很广,图应用很广,图6 61 1为挡土墙在工程中的常用类型。为挡土墙在工程中的常用类型。(二)、墙体位移与土压力类型(二)、墙体位移与土压力类型 墙体位移的方向和位移量决定着土压力的性质和大小。墙体位移的方向和位移量决定着土压力的性质和大小。太沙基太沙基为研究作用于墙背上的土压力,曾作过模型试验,为研究作用于墙背上的土压力,曾作过模型试验,试验结果入如下图所示。试验结果入如下图所示。从图中可以看出根据挡土墙从图中可以看出根据挡土墙发生位移的大小和方向,土压发生位移的大小和方向,土压力可以分为以下三种:力可以分为以下三种:一一)静止土压力静止土

    3、压力 挡土墙在土压力作用下不向挡土墙在土压力作用下不向任何方向发生位移和转动时,任何方向发生位移和转动时,墙后土体没有破坏,处于弹性墙后土体没有破坏,处于弹性平衡状态,此时作用在平衡状态,此时作用在填土填土挡墙挡墙墙背上的土压力称为墙背上的土压力称为静止土压力静止土压力,以,以P P0 0表示,对应于图表示,对应于图中纵轴上的中纵轴上的A A点。点。二二)主动土压力主动土压力 当挡土墙沿墙趾向离开填土方向转动或平行移动时,当挡土墙沿墙趾向离开填土方向转动或平行移动时,墙后土压力逐渐减小。这是因为墙后土体有随墙的运动墙后土压力逐渐减小。这是因为墙后土体有随墙的运动而下滑的趋势,为阻止其下滑,土内

    4、沿潜在滑动面上的而下滑的趋势,为阻止其下滑,土内沿潜在滑动面上的剪应力增加,从而使墙背上的土压力减小。当位移达到剪应力增加,从而使墙背上的土压力减小。当位移达到一定量时,滑动面上的剪应力等于土的抗剪强度,墙后一定量时,滑动面上的剪应力等于土的抗剪强度,墙后土体达到主动极限平衡状态,填土中开始出现滑动面,土体达到主动极限平衡状态,填土中开始出现滑动面,这时作用在挡土墙上的土压力减至最小,称这时作用在挡土墙上的土压力减至最小,称为主动土压为主动土压力力,用,用PaPa表示。对应于图中的表示。对应于图中的B B点。点。三三)被动土压力被动土压力 当挡土墙在外力作用下当挡土墙在外力作用下(如拱桥的桥台

    5、如拱桥的桥台)向墙背填土向墙背填土方向转动或移动时,墙挤压填土,墙后土体有向上滑动方向转动或移动时,墙挤压填土,墙后土体有向上滑动的趋势,土压力逐渐增大。的趋势,土压力逐渐增大。当位移达到一定值时,潜在滑动面上的剪应力等于土当位移达到一定值时,潜在滑动面上的剪应力等于土的抗剪强度,墙后土体达到被动极限平衡状态,填土内的抗剪强度,墙后土体达到被动极限平衡状态,填土内也开始出现滑动面。这时作用在挡土墙上的土压力增加也开始出现滑动面。这时作用在挡土墙上的土压力增加至最大,称为被动土压力,用至最大,称为被动土压力,用PpPp表示,对应于图中的表示,对应于图中的C C点。点。(三)、三种土压力的关系(三

    6、)、三种土压力的关系土压力类型土压力类型墙位移方向墙位移方向墙后土体状态墙后土体状态三种土压力大小三种土压力大小关系关系静止土压力P0不向任何方向发生位移和转动 弹性平衡状态 PaP0Pp 主动土压力Pa沿墙趾向离开填土方向转动或平行移动时 主动极限平衡状态 被动土压力Pp在外力作用下(如拱桥的桥台)向墙背填土方向转动或移动时 被动极限平衡状态 主动和被动土压力是特定条件下的土压力,仅当墙有足够大的位移或主动和被动土压力是特定条件下的土压力,仅当墙有足够大的位移或转动时才能产生。另外,当墙和填土都相同时,产生被动土压力所需位转动时才能产生。另外,当墙和填土都相同时,产生被动土压力所需位移比产生

    7、主动土压力所需位移要大得多。移比产生主动土压力所需位移要大得多。二、静止土压力计算二、静止土压力计算 静止土压力强度静止土压力强度(p p0 0)可按半空间直线变形体在土)可按半空间直线变形体在土的自重作用下无侧向变形时的水平侧向应力的自重作用下无侧向变形时的水平侧向应力 h h来计算。来计算。图图6-36-3(a a)表示半无限土体中深度为)表示半无限土体中深度为z z处土单元的应力状处土单元的应力状态,态,设想用一挡土墙代替单元体左侧的土体设想用一挡土墙代替单元体左侧的土体,挡土墙墙,挡土墙墙背光滑,则墙后土体的应力状态并没有变化,仍处于侧背光滑,则墙后土体的应力状态并没有变化,仍处于侧限

    8、应力状态。限应力状态。竖向应力为自重应力:竖向应力为自重应力:水平向应力为原来土体内部应力水平向应力为原来土体内部应力,等于土对墙的应力,等于土对墙的应力,即为即为静止土压力强度静止土压力强度p p0 0:式中式中K K0 0称为静止土压力系数,静止土压力强度称为静止土压力系数,静止土压力强度p p0 0的的单位为单位为kPakPa。静止土压力沿墙高呈三角形分布,作用于墙背面静止土压力沿墙高呈三角形分布,作用于墙背面单位长度上的单位长度上的总静止土压力(总静止土压力(P P0 0):sin10KP P0 0的作用点位于墙底面往上的作用点位于墙底面往上1/3H1/3H处,单位处,单位kN/mkN

    9、/m。(d d)图是处在静止土压力状态下的土单元的应力摩尔)图是处在静止土压力状态下的土单元的应力摩尔圆,可以看出,这种应力状态离破坏包线很远,属于圆,可以看出,这种应力状态离破坏包线很远,属于弹弹性平衡应力状态。性平衡应力状态。三、朗肯土压力理论三、朗肯土压力理论 18571857年英国学者朗肯(年英国学者朗肯(RankineRankine)从研究弹性半空从研究弹性半空间体内的应力状态入手,根据土的极限平衡理论,得间体内的应力状态入手,根据土的极限平衡理论,得出计算土压力的方法,称为朗肯土压力理论,出计算土压力的方法,称为朗肯土压力理论,又称极又称极限应力法。限应力法。(一)、基本原理(一)

    10、、基本原理 朗肯理论的基本假设:朗肯理论的基本假设:1.1.墙本身是刚性的,不考虑墙身的变形;墙本身是刚性的,不考虑墙身的变形;2.2.墙后填土延伸到无限远处,填土表面水平(墙后填土延伸到无限远处,填土表面水平(=0=0););3.3.墙背垂直光滑(墙与垂向夹角墙背垂直光滑(墙与垂向夹角=0=0,墙与土的摩擦角,墙与土的摩擦角=0=0)。)。1313 考察挡土墙后土体表面下深度考察挡土墙后土体表面下深度z z处的微小单元体的应力状处的微小单元体的应力状态变化过程:态变化过程:(1 1)当用挡土墙代替半空间左侧的土体,且当用挡土墙代替半空间左侧的土体,且不发生位移时不发生位移时,作用在作用在微分

    11、土体上的应力为自重应力微分土体上的应力为自重应力,此时,挡土墙土压,此时,挡土墙土压力即为力即为静止土压力静止土压力,大小等于水平向自重应力,大小等于水平向自重应力 h h。(2 2)当挡土墙在土压力的作用下当挡土墙在土压力的作用下向远离土体的方向位移时向远离土体的方向位移时,作用在微分土体上的作用在微分土体上的竖向应力竖向应力 v v保持不变,而水平向应力保持不变,而水平向应力 h h逐渐减小,逐渐减小,直至达到土体处于极限平衡状态,此时水平向直至达到土体处于极限平衡状态,此时水平向应力(应力(3 3)即)即为为主动土压力强度主动土压力强度p pa a 。(3 3)当挡土墙在土压力的作用下当

    12、挡土墙在土压力的作用下向着土体方向位移时向着土体方向位移时,作用在微分土体上的作用在微分土体上的竖向应力竖向应力 v v保持不变,而水平向应力保持不变,而水平向应力 h h逐渐增大,逐渐增大,由小主应力变为大主应力,直至达到土体处于由小主应力变为大主应力,直至达到土体处于极限平衡状态,此时水平向应力(极限平衡状态,此时水平向应力(1 1)即为)即为被动土压力强被动土压力强度度p pp p。(二)、主动土压力计算(二)、主动土压力计算 根据土的极限平衡理论。当土内某点达到主动极限平根据土的极限平衡理论。当土内某点达到主动极限平衡状态时,该点的衡状态时,该点的主动土压力强度主动土压力强度p pa

    13、a的表达式如下:的表达式如下:无粘性土:无粘性土:粘性土:粘性土:式中:式中:K Ka a为主动土压力系数,有为主动土压力系数,有:对于无粘性土对于无粘性土,主动土压力强度与深度,主动土压力强度与深度z z成正比,土压成正比,土压力分布图呈三角形(图力分布图呈三角形(图6 65b5b)。据此可以求出墙单位长)。据此可以求出墙单位长度总主动土压力为度总主动土压力为:作用点位置在墙高的作用点位置在墙高的H/3H/3处。处。粘性土粘性土的土压力强度由二部分组成,一部分为由土的的土压力强度由二部分组成,一部分为由土的自重引起的土压力自重引起的土压力zKzKa a ,随深度,随深度z z呈三角形变化;另

    14、一部呈三角形变化;另一部分为粘聚力分为粘聚力c c引起的土压力引起的土压力 ,为一负值,不随深度变化。为一负值,不随深度变化。叠加的结果如图叠加的结果如图6 65c5c所示。图中所示。图中adeade部分为负侧压力。部分为负侧压力。由于墙面光滑,土对墙面产生的拉力会使土脱离墙,出由于墙面光滑,土对墙面产生的拉力会使土脱离墙,出现深度为现深度为z z0 0的裂隙。的裂隙。HKcKHPaaa2212(理论值)(理论值)因此,略去这部分土压力后,实际土压力分布为因此,略去这部分土压力后,实际土压力分布为abcabc部分。部分。a a点至填土表面的高度点至填土表面的高度z z0 0称为称为临界深度临界

    15、深度,可由,可由p pa a=0=0求得,求得,02aaKcZK即即则则总主动土压总主动土压为:为:作用点位置在墙底往上作用点位置在墙底往上(H H-z z0 0)/3)/3 处。处。朗肯主动土压力的计算方法可参阅朗肯主动土压力的计算方法可参阅例题例题6-16-1。【例题【例题6 61 1】有一高】有一高7m7m的挡土墙,墙背直立光滑、填土的挡土墙,墙背直立光滑、填土表面水平。填土的物理力学性质指标为:表面水平。填土的物理力学性质指标为:c c=12kPa=12kPa,1515,18kN/m18kN/m3 3,试求主动土压力及作用点位置,并,试求主动土压力及作用点位置,并绘出主动土压力分布图。

    16、绘出主动土压力分布图。解:解:(1)(1)总主动土压力为总主动土压力为(2)(2)临界深度临界深度z z0 0为为(3)(3)主动土压力主动土压力P Pa a作用点距墙底的距离为作用点距墙底的距离为(4)(4)在墙底处的主动土压力强度为在墙底处的主动土压力强度为(5)(5)主动土压力分布曲线如下图所示。主动土压力分布曲线如下图所示。例题例题6 61 1图图(三)、被动土压力计算(三)、被动土压力计算 计算被动土压力时可取计算被动土压力时可取 h h为最大主应力为最大主应力 ,v v为最小为最小主应力主应力 。根据极限平衡理论,当墙移向土体的位移达到。根据极限平衡理论,当墙移向土体的位移达到朗肯

    17、被动土压力状态朗肯被动土压力状态时,在深度时,在深度z z处任意一点的被动土压处任意一点的被动土压力强度力强度p pp p的表达式为:的表达式为:无粘性土:无粘性土:粘性土:粘性土:式中:式中:K Kp p为为被动土压力系数被动土压力系数,有,有:由式(由式(6-96-9)和()和(6-106-10)可知,无粘性土被动土压力分布)可知,无粘性土被动土压力分布呈三角形(图呈三角形(图6 66b6b),粘性土的土压力的分布为梯形),粘性土的土压力的分布为梯形(图(图6 66c6c)。单位墙长度总被动土压力为)。单位墙长度总被动土压力为:无粘性土:无粘性土:作用点位置在墙高的作用点位置在墙高的H/3

    18、H/3处。处。粘性土:粘性土:作用位置通过梯形面积重心。作用位置通过梯形面积重心。朗肯被动土压力的计算方法可参阅朗肯被动土压力的计算方法可参阅例题例题6-26-2。【例题【例题6 62 2】有一重力式挡土墙高】有一重力式挡土墙高5m5m,墙背垂直光滑,墙,墙背垂直光滑,墙后填土水平。填土的性质指标为:后填土水平。填土的性质指标为:c c=0=0,4040,18kN/m18kN/m3 3,试求出作用于墙上的静止、主动及被动土压力,试求出作用于墙上的静止、主动及被动土压力的大小和分布。的大小和分布。解:解:(1)(1)计算土压力系数计算土压力系数静止土压力系数静止土压力系数:主动土压力系数主动土压

    19、力系数:被动土压力系数被动土压力系数:(2)(2)计算墙底处土压力强度计算墙底处土压力强度静止土压力静止土压力:主动土压力主动土压力:被动土压力被动土压力:(3)(3)计算单位墙长度上的总土压力计算单位墙长度上的总土压力总静止土压力总静止土压力:总主动土压力总主动土压力:总被动土压力总被动土压力:三者比较可以看出三者比较可以看出P Pa a P P0 0 P Pp p。例题例题6 62 2土压力强度分布图土压力强度分布图作业作业4 41.1.有一高有一高9m9m的挡土墙,墙背直立光滑、填土表面水平。的挡土墙,墙背直立光滑、填土表面水平。填土的物理力学性质指标为:填土的物理力学性质指标为:c c=15kPa=15kPa,2020,19kN/m19kN/m3 3,试用朗肯理论计算主动土压力及作用点位置,试用朗肯理论计算主动土压力及作用点位置,并绘出主动土压力分布图。并绘出主动土压力分布图。2.2.有一重力式挡土墙高有一重力式挡土墙高8m8m,墙背垂直光滑,墙后填土水,墙背垂直光滑,墙后填土水平。填土的物理力学性质指标为:平。填土的物理力学性质指标为:c=18kPac=18kPa,1616,20kN/m20kN/m3 3,试求出作用于墙上的静止、主动及被动土,试求出作用于墙上的静止、主动及被动土压力的大小和分布。压力的大小和分布。

    展开阅读全文
    提示  163文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    关于本文
    本文标题:第一节挡土墙土压力计算课件.ppt
    链接地址:https://www.163wenku.com/p-4315660.html

    Copyright@ 2017-2037 Www.163WenKu.Com  网站版权所有  |  资源地图   
    IPC备案号:蜀ICP备2021032737号  | 川公网安备 51099002000191号


    侵权投诉QQ:3464097650  资料上传QQ:3464097650
       


    【声明】本站为“文档C2C交易模式”,即用户上传的文档直接卖给(下载)用户,本站只是网络空间服务平台,本站所有原创文档下载所得归上传人所有,如您发现上传作品侵犯了您的版权,请立刻联系我们并提供证据,我们将在3个工作日内予以改正。

    163文库