吉林大学：《土质学与土力学》课程电子教案（PPT课件）第8章 土压力理论

第8章土压力理论 第1节概述 研究目的 确定作用于结构物上的土压力分布。结构物可以包括： 挡土墙 埋置式管道 本书重点讨论挡土墙的 土压力。 隧洞 地下硐室 土质学与土力学 62-1 吉林大学建设工程学院

土质学与土力学 62—1 吉林大学建设工程学院 研究目的 确定作用于结构物上的土压力分布。结构物可以包括： 第1节 概述 挡土墙 埋置式管道 隧洞 地下硐室 本书重点讨论挡土墙的 土压力

第8章土压力理论 常用的挡土墙 (a)傍山公路或铁路；(b)桥台及引道两侧挡土墙：(c)建筑物地下室外墙； (d)粒状材料贮仓挡墙：（e)壅水墙：(f)船闸闸墙： (g)方块重力式码头；(h)基坑开挖支护挡墙 土质学与土力学 62-2 吉林大学建设工程学院

土质学与土力学 62—2 吉林大学建设工程学院 （a）傍山公路或铁路； （b）桥台及引道两侧挡土墙； （c）建筑物地下室外墙； （d）粒状材料贮仓挡墙； （e）壅水墙； （f）船闸闸墙； （g）方块重力式码头； （h）基坑开挖支护挡墙 常用的挡土墙

第8章土压力理论 第2节挡土墙土压力 土压力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向 压力。 作用在挡土墙土压力的性质、大小及其分布规律受到墙体可 能的移动方向、墙后填土的类型、填土面的形式、墙体的刚度和 地基的变形等一系列因素的影响。 根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可 分为以下三种： (1)静止土压力(2)主动土压力(3)被动土压力 土质学与土力学 62—3 吉林大学建设工程学院

土质学与土力学 62—3 吉林大学建设工程学院 作用在挡土墙土压力的性质、大小及其分布规律受到墙体可 能的移动方向、墙后填土的类型、填土面的形式、墙体的刚度和 地基的变形等一系列因素的影响。 根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可 分为以下三种： (1)静止土压力 (2)主动土压力 (3)被动土压力 土压力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向 压力。 第2节 挡土墙土压力

第8章土压力理论 静止土压力 当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力称为静止土 压力E 未受扰动的天然土体内部的侧向自重应力，人工填土后未产生侧向变 形的侧压力都是静止土压力；挡土墙处于弹性平衡状态时，被挡土墙侧向 支撑着的土层中也产生静止土压力。 01=0A 土质学与土力学 62-4 吉林大学建设工程学院

土质学与土力学 62—4 吉林大学建设工程学院 当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力称为静止土 压力E0 。 静止土压力 静止状态 未受扰动的天然土体内部的侧向自重应力，人工填土后未产生侧向变 形的侧压力都是静止土压力；挡土墙处于弹性平衡状态时，被挡土墙侧向 支撑着的土层中也产生静止土压力

第8章土压力理论 主动土压力 主动土压力：当挡土墙向离开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称为主动土压力，一般用E表示。 01=OA =0 45°+/2 土质学与土力学 62-5 吉林大学建设工程学院

土质学与土力学 62—5 吉林大学建设工程学院 主动土压力：当挡土墙向离开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称为主动土压力，一般用Ea表示。 主动土压力

第8章土压力理论 被动土压力 被动土压力：当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用 在挡土墙上的土压力称为被动土压力，用E,表示。 03=0A 外力 01=0D 45° -φ/2 土质学与土力学 62-6 吉林大学建设工程学院

土质学与土力学 62—6 吉林大学建设工程学院 被动土压力：当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用 在挡土墙上的土压力称为被动土压力，用Ep表示。 被动土压力

第8章土压力理论 土压力与墙体位移的关象 一太沙基模型挡土墙试验 B E。 0 背离挡土墙方向 朝向挡土墙方向 挡土墙移动方向 土质学与土力学 62-7 吉林大学建设工程学院

土质学与土力学 62—7 吉林大学建设工程学院 0 背离挡土墙方向 朝向挡土墙方向 挡土墙移动方向 墙体上压力 C A B E o E p E a 土压力与墙体位移的关系 —太沙基模型挡土墙试验

第8章土压力理论 不同土压力的大小关条 挡土墙模型实验、原型观测和理论研究表明：在相同条件下，主 动土压力小于静止土压力，而静止土压力又小于被动土压力，亦即： Ea<E。<Ep 土质学与土力学 62—8 吉林大学建设工程学院

土质学与土力学 62—8 吉林大学建设工程学院 挡土墙模型实验、原型观测和理论研究表明：在相同条件下，主 动土压力小于静止土压力，而静止土压力又小于被动土压力，亦即 : 不同土压力的大小关系 Ea < Eo < Ep

第8章土压力理论 产生主动和被动土压力所需的墙的位移量 土类 应力状态 位移形式 所需的位移量 动 平移 0.001H 主主 绕墙趾转动 0.001H 砂土 绕墙顶转动 0.02H 动 平移 0.05H 被 动 绕墙趾转动 >0.01H 被 绕墙顶转动 0.05H 粘土 主动 平移 0.004H 主动 绕墙趾转动 0.004H 土质学与土力学 62—9 吉林大学建设工程学院

土质学与土力学 62—9 吉林大学建设工程学院 产生主动和被动土压力所需的墙的位移量 土 类 应 力 状 态 位 移 形 式 所需的位移量 砂 土 主 动 主 动 主 动 被 动 被 动 被 动 平 移 绕墙趾转动 绕墙顶转动 平 移 绕墙趾转动 绕墙顶转动 0.001H 0.001H 0.02H 0.05H >0.01H 0.05H 粘土 主动 主动 平移 绕墙趾转动 0.004H 0.004H

第8章土压力理论 第2节静止土压力 不 半无限土体中z深度处静止土压力强度： H 00=K02 /3 式中K,一土的静止土压力系数 YHK @一墙后填土重度。 挡土墙墙背上的静止土压力 土质学与土力学 62-10 吉林大学建设工程学院

土质学与土力学 62—10 吉林大学建设工程学院 半无限土体中z深度处静止土压力强度: 式中 K0—— 土的静止土压力系数 ©—— 墙后填土重度。 第2节 静止土压力 挡土墙墙背上的静止土压力  K z 0 = 0