武汉工程大学（原武汉化工学院）：《岩体力学 Rock mass mechanics》课程资源（PPT教学课件）第六章 挡土结构物上的土压力（双语）Lateral Pressure between a soil mass and an adjoining earth- structure

第六章挡土结构物上的土压力 Chapter 6 Lateral Pressure between a soil mass and an adjoining earth-structure. 第一节概述 6.1 Induction This chapter deals with the magnitude and distribution of lateral pressure between a soil mass and an adjoining earth-retaining structure(挡土结构物,俗称 挡出罐的结构型式

第六章 挡土结构物上的土压力 Chapter 6 Lateral Pressure between a soil mass and an adjoining earth- structure. 第一节 概述 6.1 Induction This chapter deals with the magnitude and distribution of lateral pressure between a soil mass and an adjoining earth-retaining structure(挡土结构物,俗称 挡土墙 挡土墙的结构型式 )

、挡土墙的结构类型对土压力分布的影响 The influence of structure types of earth- retaining wall on c distribution (一)、刚性挡土墙( rigid earth- retaining wall) 用砖、石、混凝土所筑成,断面较大。 图6-2刚性挡土墙背 图6-3柔性挡土墙背 上压力分布 上压力分布

一、挡土墙的结构类型对土压力分布的影响 The influence of structure types of earth- retaining wall on c distribution (一)、刚性挡土墙（rigid earth- retaining wall ） 用砖、石、混凝土所筑成，断面较大。 图6-2 刚性挡土墙背 上压力分布 图6-3 柔性挡土墙背 上压力分布

(二)、柔性挡士墙( flexible earth- retaining wall) (三)临时支撑( temporary brace 一基坑壁围护时采用由横板、立柱和支撑组成 墙体位移与土压类型(刚性土压力) Wall displacement and lateral earth pressure types (一)静止土压力( still lateral pressure 挡土墙的刚度很大,在土压力作用下墙处于静止不动 的状态,即位移为零,墙后土体处于弹性平衡状态。 使挡土墙保持静止的条件 (1)墙身尺寸足够大 (2)墙身砼与基岩牢固地联结在一起 (3)挡土墙地基不产生不均匀沉降

(二)、柔性挡土墙（flexible earth- retaining wall ） （三）临时支撑（temporary brace） 一基坑壁围护时采用由横板、立柱和支撑组成 二、墙体位移与土压类型（刚性土压力） Wall displacement and lateral earth pressure types （一）静止土压力(still lateral pressure ) 挡土墙的刚度很大，在土压力作用下墙处于静止不动 的状态，即位移为零，墙后土体处于弹性平衡状态。 使挡土墙保持静止的条件 （1）墙身尺寸足够大 （2）墙身砼与基岩牢固地联结在一起 （3）挡土墙地基不产生不均匀沉降

如:地下室挡土墙的顶板和底板与墙体为刚性联结, 故墙的水平位移近于零 作用于墙背的土压力:一般可按静止土压力算(《成 都科大:土力与地基》) (二)主动士压力( Active lateral earth pressure) 土推、墙移(或绕墙跟转动) 当滑动面上 时,有(此时密砂土上的 墙位移量 。H为挡土墙高;密实粘土上的墙 位移量 (三)被动士压力( Passive lateral earth pressure 墙推土移,墙后土体处于被动极限平衡状态 此时位移量达某一较大量(密砂土 密实粘土

如：地下室挡土墙的顶板和底板与墙体为刚性联结， 故墙的水平位移近于零。 作用于墙背的土压力：一般可按静止土压力算（《成 都科大：土力与地基》） （二）主动土压力（Active lateral earth pressure ） 土推、墙移（或绕墙跟转动） 当滑动面上 时 , 有 （此时密砂土上的 墙位移量 。H为挡土墙高；密实粘土上的墙 位移量 ） （三）被动土压力（Passive lateral earth pressure ) 墙推土移，墙后土体处于被动极限平衡状态 此时位移量达某一较大量（密砂土 密实粘土 ） f  =  Ea Ea  =  0.5%H   (1− 2%H) − =  5%H − 10%H

结论:墙体位移对土压力影响:图6-6 ①E属于弹性状态土压力,可用弹性理论计算; EEn则属于极限平衡状态土压力,用以抗剪强度 和极限平衡理论为基础的古典郎土压力理论—肯土 压力理论和库伦土压力理论计算; E 上0 < E E E H H 0.1~0.5 图6-6墙体位移与土压力关系曲线

结论：墙体位移对土压力影响：图6-6 ① E0属于弹性状态土压力，可用弹性理论计算； Ea 、Ep则属于极限平衡状态土压力，用以抗剪强度 和极限平衡理论为基础的古典郎土压力理论——肯土 压力理论和库伦土压力理论计算； ② Ep E0 Ea H  − H  + 1~ 5% 0.1~ 0.5% E 图6-6 墙体位移与土压力关系曲线 Ea  E0  Ep

三、影响土压力的因素 The factors of influencing lateral earth pressure (1)挡土墙的高度,结构型式,墙背形状(倾斜、俯 斜或垂直)和光滑程度; (2)挡土墙的位移方向(向前、向后、静止不动)和 位移量的大小; (3)墙后填土表面的形状(水平、向上倾斜、向下倾 斜)及荷载作用情况(集中荷载,均布荷载或任意分 布荷载) (4)墙土的物理力学性质,包括填土的容重,包括含 水量和,内磨擦角◆和粘聚力c等

三、影响土压力的因素 The factors of influencing lateral earth pressure （1）挡土墙的高度，结构型式，墙背形状（倾斜、俯 斜或垂直）和光滑程度； （2）挡土墙的位移方向（向前、向后、静止不动）和 位移量的大小； （3）墙后填土表面的形状（水平、向上倾斜、向下倾 斜）及荷载作用情况（集中荷载，均布荷载或任意分 布荷载） （4）墙土的物理力学性质，包括填土的容重，包括含 水量w，内磨擦角和粘聚力c等

第二节静止土压力的计算 6.4 The Calculation of earth pressure at rest 静止土压力earth pressure at rest) 半无限弹性的应力状态 求解(静止土压力强度) 乃=K(KPa)

第二节 静止土压力的计算 6.4 The Calculation of earth pressure at rest 一、静止土压力(earth pressure at rest) 半无限弹性的应力状态 求解 （静止土压力强度） P K z 0 = 0 （KPa）

静止土压力分布及总土压力 The distribution of earth pressure at rest and the total earth pressure KotH 2 IKN) 三、静止土压力系数( coefficient of earth pressure at rest 对于正常固结粘土,一般以 (φ/为有效内摩 擦角) 砂土的K值约为04 粘土K0=040.8 超固结粘士,K可能大于1,由经验公式(6-4)估算

二、静止土压力分布及总土压力 The distribution of earth pressure at rest and the total earth pressure 2 0 0 2 1 E = K H （KN） 三、静止土压力系数 (coefficient of earth pressure at rest ) 对于正常固结粘土，一般以 （  /为有效内摩 擦角） 砂土的K0值约为0.4 粘土K0 =0.4~0.8 超固结粘土, K0可能大于1, 由经验公式(6-4)估算。 / 0 K = 1− sin 

第三节朗肯土压力理论 6.3 Rankine's Theory of earth Pressure 基本原理( basic principles) 图6-9,6-10

第三节 朗肯土压力理论 6. 3 Rankine’s Theory of Earth Pressure 一、基本原理(basic principles) 图6-9，6-10

水平填土面上的朗肯土压力 The Rankine's earth pressure on the level fill surface 假设:(1)墙体为刚性体 (2)墙背垂直,光滑 Consider a semi-infinite mass of soil with a horizontal Surface and having a vertical boundary formed by a smooth wall surface extending to semi infinite depth, as represented in fig 6-9. The soil is assumed to be homogeneous(均匀) and isotopic(各向同性 (一)主动土压力( Active earth pressure) 1.无粘性土( none-cohesive soil C=0,由(5-14) =a1+g45°分

二、水平填土面上的朗肯土压力 The Rankine’s earth pressure on the level fill surface 假设:（1）墙体为刚性体 （2）墙背垂直，光滑 Consider a semi-infinite mass of soil with a horizontal Surface and having a vertical boundary formed by a smooth wall surface extending to semi￾infinite depth, as represented in Fig 6-9. The soil is assumed to be homogeneous （均匀） and isotopic（各向同性）. （一）主动土压力（Active earth pressure ） 1．无粘性土(none-cohesive soil) C=0，由（5-14） ) 2 (45 2 3 1   =  + g  −