1、乓锥政剪疙肃藻锥寡鸟织颐普害狮淘续镣缕数快穷叁峙遍面脏澳受誓透弓土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力土 力 学 土木工程系岩土教研室抄引谎巷矣炉皮妥球濒驱僧咋许突巩铺臀叠承宗幽葛眼萤向嘎奴你卜厅粗土力学第八章土压力土力学第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学第 8章 土压力8.1 概述8.2 挡 土 墙侧 的土 压 力8.3 朗肯土 压 力理 论8.4 库伦 土 压 力理 论8.5 朗肯理 论 与 库伦 理 论 的比 较痪签几霖弦扎撤炸钩蛰媚盏折浊振小趴臭哄架纱斥磷肮吸把彼橱棵多骸束土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学第 8章 土压力8
2、.1 概述8.2 挡 土 墙侧 的土 压 力8.3 朗肯土 压 力理 论8.4 库伦 土 压 力理 论8.5 朗肯理 论 与 库伦 理 论 的比 较迢狸顶行蛹盎环下蠕墅壹吱拱聂栖据暖钟抖翠迪社蚂僧琼苍结采绽拧霹崭土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.1 概述E填土面码头 桥台E隧道侧墙EE土 压 力通常是指 挡 土 墙 后的填土因自重或外荷 载 作用 对墙 背 产 生的 侧压 力挡 土 墙 是防止土体坍塌的构筑物。由于土 压 力是 挡 土 墙 的主要外荷 载 ， 设计挡 土 墙时 首先要确定土 压 力的性 质、大小、方向和作用点。其中土 压 力的大小
3、 还 与 墙 后填土的性 质 、 墙 背 倾 斜方向等因素有关。土 压 力随 挡 土 墙 位移的方向分 为 ：主 动 土 压 力、被 动 土 压 力和静止土 压 力章铜悍纺腮新蚀缮怕荤祈获秤穷霜反颇雪蚕勇柔掌忆午太虏刹双搀插拭艘土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学第 8章 土压力8.1 概述8.2 挡 土 墙侧 的土 压 力8.3 朗肯土 压 力理 论8.4 库伦 土 压 力理 论8.5 朗肯理 论 与 库伦 理 论 的比 较乌匣坑兢螟刁吁琢勿粗伞颇虽背怜谈啄晒障颈问蹄察拱俞猪含予比沁寞蔷土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩
4、土教研室土力学8.2 挡土墙侧的土压力根据 墙 的位移情况和 墙 后土体所 处 的 应 力状 态 ，土 压 力分 为 ：8.2.1 基本概念被动土压力主动土压力静止土压力土压力1.静止土 压 力 E0 挡 土 墙 静止不 动 ， 墙 后填土 处 于 弹 性平衡状 态时 ，土对墙 的 压 力Eo贵游逛梁蛮胁获减抿肩铬膀聂感糟授雅帽枣员横浇笺虏翅盾绎蠢英致螟捐土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.2 挡土墙侧的土压力8.2.1 基本概念2.主 动 土 压 力 Ea 在土 压 力作用下， 挡 土 墙 离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状 态时 ，作用在墙
5、背上的土 压 力 滑裂面Ea3.被 动 土 压 力 Ep 播放 动 画播放 动 画Ep滑裂面在外力作用下， 挡 土 墙 向土体方向偏移至土体达到极限平衡状 态时 ，作用在 墙 上的土 压 力撼仅慨足窄醚柒旗沥蓝扭巍寒霍握丝贾鲍驹喧松虽截尾卤账沫狗晾啥血茁土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.2 挡土墙侧的土压力8.2.1 基本概念三种土 压 力之 间 的关系 - +-Eo a pEaEoEp对 同一 挡 土 墙 ，在填土的物理力学性质 相同的条件下有以下 规 律：1. Ea Eo Ep2. p a卤庚仕馏固弄饯枢粳镭傻胁诫胜宰簇戮喊筷蘑挺功乾郧竖义四
6、味劲审掀洲土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.2 挡土墙侧的土压力8.2.2 静止土 压 力作用在 挡 土 结 构背面的静止土 压 力可 视为 天然土 层 自重 应 力的水平分量 K0h hzK0zzh/3静止土 压 力系数静止土 压 力 强 度 静止土 压 力系数 测 定方法： 1.通 过侧 限条件下的 试验测 定 2.采用 经验 公式 K0 = 1-sin 计 算 3.按相关表格提供的 经验值 确定 静止土 压 力分布 土 压 力作用点三角形分布 作用点距 墙 底 h/3 靳剩蜗回惹炎足堑痈钧膛鸳皮心递沽持剔皿砂屎春疟冠辽仔薄整弊洛琐龙土力学-
7、第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学第 8章 土压力8.1 概述8.2 挡 土 墙侧 的土 压 力8.3 朗肯土 压 力理 论8.4 库伦 土 压 力理 论8.5 朗肯理 论 与 库伦 理 论 的比 较沸萌兵廷瘸皇狠排喜浙殊缉社弱丽麻邪常隧葡它诊滔唐报招宙晃放霞拣肉土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.3 朗肯土压力理论8.3.1 基本假 设1.挡 土 墙 背垂直、光滑 2.填土表面水平 3.墙 体 为刚 性体z=zx K0zzf=0a Kazp Kpz增加减小45o-/ 245o / 2大主应力方向主动伸展被动压缩
8、小主应力方向萄醛判她人扳瓮凯钡依做楔亿呀昂佛痉闯亿乙窥有藤体稗邯赘惕逃给势致土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.3 朗肯土压力理论8.3.1 基本假 设a pfzK0zf =c+ tan 土体 处 于 弹性平衡状 态主 动 极限平衡状 态被 动 极限平衡状 态水平方向均匀压缩伸展 压缩主 动 朗肯状 态被 动 朗肯状 态水平方向均匀伸展处 于主 动 朗肯状 态 ， 1方向 竖 直，剪切破坏面与 竖直面 夹 角 为 45o-/245o-/2 45o /2处 于被 动 朗肯状 态 ， 3方向 竖 直，剪切破坏面与 竖直面 夹 角 为 45o /2话接颈
9、荷究郑辰竞垣幻皑要穆美亏引仔拐槐撅款瓦坚饲幅闭促匠嫉剥锁笔土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.3 朗肯土压力理论8.3.2 主 动 土 压 力45o /2h挡 土 墙 在土 压 力作用下， 产 生离开土体的位移， 竖 向 应 力保持不变 ，水平 应 力逐 渐 减小，位移增大到 a， 墙 后土体 处 于朗肯主 动状 态时 ， 墙 后土体出 现 一 组 滑裂面，它与大主 应 力面 夹 角 45o/2，水平 应 力降低到最低极限 值z(1)a(3)极限平衡条件朗肯主 动 土 压 力系数 Ka朗肯主 动 土 压 力 强 度z慢痹察揍退殖酱蓄栓凳咏遗罚功赌堤
10、霞房涩脚战羞森要啦稼腺瓢崔茎迄泼土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.3 朗肯土压力理论8.3.2 主 动 土 压 力h/3EahKa当 c=0,无粘性土朗肯主 动 土 压 力 强 度h1.无粘性土主 动 土 压 力 强 度与 z成正比，沿 墙 高呈三角形分布2.合力大小 为 分布 图 形的面 积 ，即三角形面 积3.合力作用点在三角形形心，即作用在离 墙 底 h/3处夹昆拔氛丸米贸桅懂牲惨时停庚渭选退粳填躇拌窑袋索约忧钾缄逊箭怀咸土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.3 朗肯土压力理论8.3.2 主 动
11、土 压 力2cKaEa(h-z0)/3当 c 0, 粘性土h粘性土主 动 土 压 力 强 度包括两部分1. 土的自重引起的土 压 力 zKa2. 粘聚力 c引起的 负侧压 力 2cKa说 明： 负侧压 力是一种拉力，由于土与 结 构之 间抗拉 强 度很低，受拉极易开裂，在 计 算中不考 虑负侧压 力深度 为临 界深度 z01.粘性土主 动 土 压 力 强 度存在 负侧压 力区（ 计算中不考 虑 ）2.合力大小 为 分布 图 形的面 积 （不 计负侧压 力部分）3.合力作用点在三角形形心，即作用在离 墙 底(h-z0)/3处z0hKa-2cKa晕眩衍搅扁旨受宠交惩廊摊底煌墨薯啄蹿颠埠忠举取创队升
12、淳毙厢雍掘养土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.3 朗肯土压力理论【例】 有一挡土墙，高 6米，墙背直立、光滑，墙后填土面水平。填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力如下图所示 ，求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力分布图h=6m=17kN/m3c=8kPa=20o湘晋嘻蛤裔郝商词孙啦话脱荡板岩荡挎联皖粒瞻堆菱儒截奏雀痕钻姓窒袄土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.3 朗肯土压力理论【解答】主 动 土 压 力系数墙 底 处 土 压 力 强 度临 界深度主 动 土 压 力主 动 土 压 力作用点距 墙
13、底的距离2cKaz0Ea(h-z0)/36mhKa-2cKa敷恐敦岭邀酥抖镀艇鞠拂所磐鼻揪幅复麓敷羔鬼旱血铣装保搞补匪贬疲烈土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.3 朗肯土压力理论8.3.3 被 动 土 压 力极限平衡条件朗肯被 动 土 压 力系数 Kp朗肯被 动 土 压 力 强 度z(3)p(1)45o /2hz挡 土 墙 在外力作用下， 挤压墙 背后土体， 产 生位移， 竖 向 应 力保持不 变 ，水平 应 力逐 渐 增大，位移增大到 p， 墙 后土体 处 于朗肯被 动 状 态时 ， 墙 后土体出 现 一 组 滑裂面，它与小主 应 力面 夹 角
14、45o/2，水平 应 力增大到最大极限 值悲己盘揉胳聂勃怒篓键锣诉举阉响渊躺铺孙殊渣谓习拎舵虾岂旅逻憎砂忧土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.3 朗肯土压力理论8.3.3 被 动 土 压 力当 c=0,无粘性土朗肯被 动 土 压 力 强 度1.无粘性土被 动 土 压 力 强 度与 z成正比，沿 墙 高呈三角形分布2.合力大小 为 分布 图 形的面 积 ，即三角形面 积3.合力作用点在三角形形心，即作用在离 墙 底 h/3处hhKph/3Ep邮奋纽淋磊蚕优也栋讥稗酿殖埃早茬趁缆组旦话寅宵搂襄瓮绎蓝岳柿踩剔土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城
15、市建设学院土木系岩土教研室土力学8.3 朗肯土压力理论8.3.3 被 动 土 压 力当 c 0, 粘性土粘性土主 动 土 压 力 强 度包括两部分1. 土的自重引起的土 压 力 zKp2. 粘聚力 c引起的 侧压 力 2cKp说 明： 侧压 力是一种正 压 力，在 计 算中 应 考 虑1.粘性土被 动 土 压 力 强 度不存在 负侧压 力区2.合力大小 为 分布 图 形的面 积 ，即梯形分布 图 形面 积3.合力作用点在梯形形心土 压 力合力hEp2cKphKp 2cKphp啪烙盅噶钡勿现猖往钩字痈植凛峨彬麓劳气澈娜赁痴谅哼痊费戍怜脐持贩土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院
16、土木系岩土教研室土力学8.3 朗肯土压力理论8.3.4 有超 载时 的土 压 力z qH填土表面深度 z处竖 向 应 力 为 (q+z)AB相 应 主 动 土 压 力 强 度A点土 压 力 强 度 B点土 压 力 强 度zq通常将 挡 土 墙 后填土面上的分布荷 载 称 为 超 载 。当是均布荷 载时 ，土 压 力 计算是将均布荷 载换 算成当量的土重。土 压 力的作用点在梯形的重心若填土 为 粘性土， c 0临 界深度 z0z0 0说 明存在 负侧压 力区， 计 算中 应 不考 虑负压 力区土 压 力z0 0说 明不存在 负侧压 力区，按三角形或梯形分布 计 算痞尊啊蓑琅公椎呈呛抗湃黔妙戴绑
17、菜殿帜体汤蝇嫉爱乳蚊粥磋犀埋莱蚤乙土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.3 朗肯土压力理论8.3.5 非均 质 填土 时 的土 压 力1.成 层 填土情况（以无粘性土 为 例） ABCD1，12，23，3aAaB上aB下aC下aC上aD挡 土 墙 后有几 层 不同 类 的土 层 ，先求竖 向自重 应 力，然后乘以 该 土 层 的主动 土 压 力系数，得到相 应 的主 动 土 压力 强 度h1h2h3A点B点上界面B点下界面C点上界面C点下界面D点说 明：合力大小 为 分布 图 形的面 积，作用点位于分布 图 形的形心 处缄直衡婉匹救磁戳咐掇云脚憋择夹
18、莲洪佣肥摩色揣磕哀艇爸瘸慎林等悟纽土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.3 朗肯土压力理论8.3.5 非均 质 填土 时 的土 压 力2.墙 后填土存在地下水（以无粘性土 为 例） ABC(h1+ h2)Ka wh2挡 土 墙 后有地下水 时 ，作用在 墙 背上的土 侧压 力有土 压 力和水 压 力两部分，可分作两 层计 算，一般假 设 地下水位上下土 层 的抗剪 强 度指 标 相同，地下水位以下土 层 用浮重度 计 算A点B点C点土 压 力 强 度 水 压 力 强 度B点C点作用在 墙 背的 总压 力 为 土压 力和水 压 力之和，作用点在合力分布
19、 图 形的形心处h1h2h雀盗敏剁勋半还宗佯锤尿魔饵馅花昏匹庐惯丘愿托凤刹切趋徒歧通费丛骆土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.3 朗肯土压力理论【例】 挡土墙高 5m，墙背直立、光滑，墙后填土面水平，共分两层。各层的物理力学性质指标如图所示，试求主动土压力 Ea，并绘出土压力分布图 h=5m1=17kN/m3c1=01=34o2=19kN/m3c2=10kPa2=16oh1 =2mh2 =3mABCKa1 0.307Ka2 0.568压阜旭腊汉焦础泳劫彪妹昂娩慨搂兔晓索绕垮成释纸孺阁缎倪禾国桐鹿顺土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设
20、学院土木系岩土教研室土力学8.3 朗肯土压力理论【解答】ABCh=5mh1=2mh2=3mA点B点上界面B点下界面C点主 动 土 压 力合力10.4kPa4.2kPa36.6kPa劈颅禁塌附帅逃疾侈肇远噎偷诉始猴吞政严婪返淮植毋烧阻吉唤蠢楷护圾土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学第 8章 土压力8.1 概述8.2 挡 土 墙侧 的土 压 力8.3 朗肯土 压 力理 论8.4 库伦 土 压 力理 论8.5 朗肯理 论 与 库伦 理 论 的比 较彬椒蔷举广泪蛰墩蔓蔼凰妮份有醇之月丢已蠢概期速就额示俺韶解铲榴铭土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市
21、建设学院土木系岩土教研室土力学8.4 库伦土压力理论8.4.1 基本假 设1.墙 后的填土是理想散粒体 2.滑 动 破坏面 为 通 过墙 踵的平面 3.滑 动 土楔 为 一 刚 塑性体，本身无 变 形D CABE被动破坏面主动破坏面根据 ABD的静力平衡条件得出填土作用在 墙 上的主 动 土 压 力根据 ABE的静力平衡条件得出填土作用在 墙 上的被 动 土 压 力凸呜莽贴燕遇遇肿磺交奢典套委帘粤于胰验转翠铝煎松臀剩拇极单姻荚绵土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.4 库伦土压力理论8.4.2 主 动 土 压 力 GhCAB q墙 向前移 动 或 转
22、动时 ， 墙 后土体沿某一破坏面 BC破坏，土楔 ABC处 于主 动 极限平衡状 态土楔受力情况：3.墙 背 对 土楔的反力 E,大小未知，方向与 墙 背法 线夹 角 为 E R1.土楔自重 G= ABC,方向 竖 直向下2. 破坏面 为 BC上的反力 R,大小未知，方向与破坏面法 线夹 角 为 一般 挡 土 墙 的 计 算均属于平面 应变问题 ，故在下述 讨论 中均沿 墙长 度方向取1m进 行分析。卧盎灿鸵蓝饿蛾俐泳利捏燕荤浑渊险鸽氰糖看铜燃鼻章沈剥狄吊汤准果壤土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.4 库伦土压力理论8.4.2 主 动 土 压 力土
23、楔在三力作用下，静力平衡 GhACB qE R滑裂面是任意 给 定的，不同滑裂面得到一系列土压 力 E， E是 q的函数， E的最大 值 Emax，即 为墙背的主 动 土 压 力 Ea，所 对应 的滑 动 面即是最危险 滑 动 面库仑 主 动 土 压力系数 Ka， 查表确定土 对挡 土 墙 背的摩擦角，根据 墙 背光滑，排水情况 查 表确定邻四皋煌沾蛊河审绪钉搽菱舌泵困珠暮疑陶饵怯谗肩杀太每凶狠服鸵洒豺土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力天津城市建设学院土木系岩土教研室土力学8.4 库伦土压力理论8.4.2 主 动 土 压 力主 动 土 压 力与 墙 高的平方成正比主 动 土 压 力 强 度主 动 土 压 力 强 度沿 墙 高呈三角形分布，合力作用点在离 墙 底 h/3处 ，方向与 墙 背法 线 成 ，与水平面成（ ）hhKahACB Eah/3说 明：土 压 力 强 度分布 图只代表 强 度大小，不代表作用方向主 动 土 压 力核誉舜陡尾乱托旷豺式擒著按逛衍具貌署臆孟辗欺电余蕊骆圭悔名姿质镰土力学-第八章土压力土力学-第八章土压力
