第二章土压力计算课件.ppt
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1、岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程第二章第二章 土压力计算土压力计算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朗金土压力理论朗金土压力理论库仑土压力理论库仑土压力理论岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程支撑建筑支撑建筑物周围填物周围填土的挡土土的挡土墙墙桥台桥台隧道隧道基坑围基坑围护结构护结构边坡挡边坡挡土墙土墙码头码头q 挡土结构物挡土结构物 第一节第一节 概概 述述岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程q 挡土构筑物都承受着来自与土体接触面的侧向土压力。挡土构筑物都承受着来自与土体接触面的侧向土压力。土体作用在挡土墙上的侧向压力称为土压力。土体作用在挡土墙上的侧向压力称为
2、土压力。土压力计算包括土压力计算包括 1 1、土压力大小;、土压力大小;2 2、方向;、方向;3 3、合力作用点;、合力作用点;4 4、土压力分布规律。、土压力分布规律。岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程q 根据挡土构筑物侧向位移方向和大小可分为三种典型根据挡土构筑物侧向位移方向和大小可分为三种典型的土压力。的土压力。岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程q 土压力与挡土墙位移的关系土压力与挡土墙位移的关系岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程q 土压力计算方法土压力计算方法 土压力计算方法主要有库仑法、朗金法、图解法等,土压力计算方法主要有库仑法、朗金法、图解法等,其中库仑法应用最广,常用来计
3、算非粘性土作填料的重力其中库仑法应用最广,常用来计算非粘性土作填料的重力式挡墙的土压力;对于粘性土的土压力计算,也多采用基式挡墙的土压力;对于粘性土的土压力计算,也多采用基于库仑理论的计算方法。于库仑理论的计算方法。目前,我国公路、铁路挡土墙设计,一般采用库仑理目前,我国公路、铁路挡土墙设计,一般采用库仑理论推导出来的相应公式计算土压力。论推导出来的相应公式计算土压力。岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程q 基本假设基本假设 第二节第二节 库仑理论及主动土压力库仑理论及主动土压力 (1)滑动面为通过墙锺B的平面BC;(2)墙后填土是理想的散粒体,c0;(3)滑动土楔体ABC是刚体,本身不产生压
4、缩变形。岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程q 适用范围适用范围 (1)库仑理论较适用于砂性土,计算所得主动土压力与实际情况比较接近。应用于粘性土时,计算误差并不太大,常常采用 “换算内摩阻角法”计算。(2)库仑理论仅适用于刚性墙。柱板式、锚杆式和加筋土等柔性挡墙,可作某些近似假设后按库仑理论计算。(3)库仑理论用于仰斜墙背时,墙背坡度以不缓于 1:0.3或1:0.35为宜,以免出现较大误差,并偏于安全。(4)天然土坡或墙后地面坡度i 大于土的内摩擦角时,不能采用库仑方法求解。岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程q 一般情况下的主动土压力计算公式一般情况下的主动土压力计算公式 岩土锚固与支挡工
5、程岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程 计算主动土压力时,可先假定破裂面交于荷载内,选择相应公式计算破裂角,再利用计算破裂角校核破裂面是否与假定相符,如不相符,重新假定破裂面,再按相应公式计算;如按破裂面交于荷载内计算出的破裂角交于荷载外,而按破裂面交于荷载外计算出的破裂角交于荷载内,则按破裂面交于荷载外边缘计算破裂角及主动土压力。岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程1、出现第二破裂面的条件:墙背或假想墙背的倾角大于第二破裂面倾角;即墙面不妨碍第二破裂面的产生;在墙背或假想墙背上产生的抗滑力必须大于其下滑力。即:墙背土压力墙背土压力计算图示计算图示第三节第三节 第二破裂面土压
6、力第二破裂面土压力岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程2、第二破裂面土压力公式推导取Ex等于最大值为出现第二破裂面的极值条件,可得:并满足条件:岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程3、第二破裂面土压力的计算步骤首先假定破裂面出现的位置;按相应的公式计算破裂角;以计算结果验证所假设的破裂面位置是否相符;如不相符,重新假设,再作计算,直至二者相符;若验证结果同时符合两种假设边界条件,取水平土压力较大者作为采用的计算值。若验证结果证明不会出现第二破裂面时,按一般库仑公式进行计算;根据计算所得破裂角计算作用于第二破裂面上的土压力及其作用点位置。岩土锚固与支挡工程岩土
7、锚固与支挡工程上墙上墙下墙下墙 上墙一般按库仑土压力公式计算,如出现第二破裂面,按第二破裂面土压力公式计算。下墙一般采用力多边形或延长墙背法计算。第四节第四节 折线形墙背折线形墙背土压力土压力岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程1 1、延长墙背法、延长墙背法(1)首先将AB段墙背视为挡土墙单斜向墙背,计算其主动土压力强度分布,图中abd。(2)延长BC段墙背与填土表面相交于c,视Cc 为新的假想墙背,土压力强度分布如图中cef。(3)最后取土压力分布图aefgda来表示折线形墙背的主动土压力分布图。岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程2 2、力多边形法、力多边形法岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支
8、挡工程思考:比较两种土压力计算方法。思考:比较两种土压力计算方法。求求E2最大值,令最大值,令dE2/d=0,得:得:由于力多边形法分析折线形挡土墙下墙土压力计算是满足了楔体静力平衡中的力矢量闭合条件,用此法推导出的下墙土压力计算公式来计算下墙土压力较为合理。岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程3 3、公路路基近似法、公路路基近似法上墙墙后的填料上墙墙后的填料视作均布的超载视作均布的超载下墙土压力超载范围由上下墙土压力超载范围由上下墙的破裂角确定下墙的破裂角确定岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程岩土锚固与支挡工程 当墙后填土为粘性土时,由于粘结力的存在,致使土压力减少。采用
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