西南交通大学：《土力学》第六章 土压力（毛坚强）

第六章土压力

第六章 土 压 力

概述 土压力 挡土结构背后土体的自重或外荷载在结构上产生的侧向作用力 刚性结构和柔性结构 墙顶 墙前墙 背 墙后 面 自重 土压力 墙趾 墙跟(踵) 墙底(基底)

一、概 述 土压力： 挡土结构背后土体的自重或外荷载在结构上产生的侧向作用力。 自重 土压力 墙 前 墙 后 墙 顶 墙 底 (基底) 墙 趾 墙 跟 (踵) 墙 背 刚性结构和柔性结构 墙 面

钢筋混凝士挡土墙 挖孔桩支护 加筋土挡墙

钢筋混凝土挡土墙 加筋土挡墙 挖孔桩支护

土压力与挡墙位移的关系 方向 大小 E E H 静止土压力E 主动土压力E H 极限状态 被动土压力E 0.1~0.5% 达到极限状态所需的位移

• 土压力与挡墙位移的关系 方 向 大 小 E H  O E0 Ep Ea 0.1~0.5% 1~5% H  静止土压力 E0 主动土压力 Ea 被动土压力 Ep • 达到极限状态所需的位移 极限状态

二、静止土压力计算 半无限体 墙背光滑 H k Po E KotH 竖向应力p2=y2 弹性力学K 水平应力P2=K0P=y=侧压力系数 经验公式 q荷载作用时 坚向应力P2=y2+q水平应力P0=K0p2=K0(q+y=)

二、静止土压力计算  z p 0 p  z p 0 p E0 H K H 0  半无限体 墙背光滑 竖向应力 z p z =  水平应力 0 0 z p K p = K z 0 =  q 荷载作用时 竖向应力 z p z q = +  水平应力 0 0 z p K p = 0 = + K q z ( )  侧压力系数 弹性力学 经验公式 0 1 K   = − q q

三、 Rankine土压力理论(1857) 英国科学家 土力学 热力学 William John Maquon Rankine (1820-1872)

三、Rankine土压力理论（1857） William John Maquorn Rankine (1820 - 1872) 土力学 热力学 英国科学家

1.基本假定 墙背光滑 半无限体 (1)墙背光滑 (2)按半无限体计算应力 (3)墙后土体满足 Mohr-Coulomb准则处于极限平衡状态 (G1-0)=-( 20+0)sin o+ c cos

1.基本假定 z p z p 墙背光滑 半无限体 （1）墙背光滑 （2）按半无限体计算应力 （3）墙后土体满足Mohr-Coulomb准则 1 3 1 3 1 1 sin cos 2 2 （      - ）= （ + ） + c  处于极限平衡状态

2.主动土压力墙的位移方向45°+9 0 H E yHK。-2c√K (1+a)sin+c·cos p. p p. p o1=p P p.=p. tan(45 2c·tan(45 P2=y2 yz tan(45 K。=tan2(45 r k-2cs 主动土压力系数

2.主动土压力  z p a p E a H 1 3 1 3 1 1 sin cos 2 2 （      - ）= （ + ） + c  z p z p a p a p 2 tan (45 ) 2 tan(45 ) 2 2 a z p p c   =  − −   − 1 z  = p 3 a  = p z p z =  2 tan (45 ) 2 tan(45 ) 2 2 z c   =  − −   −  2 a a = −  zK c K 2 tan (45 ) 2 K a  =  − 主动土压力系数 0 2 a c z  K = 0 a p = 2 HK c K a a  − 45 2  墙的位移方向 + 2 a c K

分层土 无粘性土 y191 K 水土分算 H y393 无粘性士P=yKa q荷载作用时Pn=Ptmn2K2-2c√K (q+y=)tan2Ka-2c√K 分层无粘性士P2→→Pa=KaP 水土分算

a a 无粘性土 p zK =  K H a  无粘性土 分层土 q 1  1 2   2 3  3 H w  w w H 水土分算 2 tan 2 a z a a q 荷载作用时 p p K c K = − 2 ( ) tan 2 a a = + − q z K c K  分层无粘性土 z p a a z p K p = a p z p 水土分算 K a

3.被动土压力墙的位移方向 45° E H rHK,+2c. (1+a)sin+c·cos p p pp 被动土压力系数 无粘性土 pn=y4K+2c·√K P=yzk P2=y2 q荷载作用时P=PKn+2c·√Kn=(q+y)Kn+2c、K

3.被动土压力 E p  z p p H p 1 3 1 3 1 1 sin cos 2 2 （      - ）= （ + ） + c  z p z p 2 p p p p zK c K = +   1 p  = p 3 z  = p 被动土压力系数 2 HK c K p p  + 45 2  墙的位移方向 − p p p p 无粘性土 p p p zK =  q 荷载作用时 z p z =  2 p z p p p p K c K = +  ( ) 2 p p = + +  q z K c K  2 p c K