1、土壓力種類和靜止土壓力擋土墻擋土墻 防止土體坍塌的構(gòu)筑物。防止土體坍塌的構(gòu)筑物。 4.1.1 4.1.1 擋土墻的用途與類型擋土墻的用途與類型土壓力土壓力 土體作用在擋土墻上的壓力。土體作用在擋土墻上的壓力。 1. 基本概念：基本概念：自重自重土壓力土壓力剛性剛性結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和柔和柔性結(jié)性結(jié)構(gòu)構(gòu)墻墻 后后墻墻 前前墻墻 頂頂墻墻 底底 ( (基底基底) )墻墻 趾趾墻墻 跟跟 ( (踵踵) )墻墻 背背墻墻 面面擋土墻擋土墻填土填土地下室地下室橋臺(tái)橋臺(tái)板樁板樁礦石礦石煤煤工程中常見的支擋結(jié)構(gòu)工程中常見的支擋結(jié)構(gòu)(a) 邊坡?lián)鯄吰聯(lián)鯄?b) 地下室側(cè)墻地下室側(cè)墻(c) 拱橋橋臺(tái)拱橋橋臺(tái)2. 用途用

2、途3. 擋土墻的擋土墻的類型類型擋土墻的結(jié)構(gòu)類型擋土墻的結(jié)構(gòu)類型材料類型：材料類型：重力式重力式 懸臂式懸臂式 扶壁式扶壁式此外，錨桿式、加筋土擋土墻。此外，錨桿式、加筋土擋土墻。4.1.2 4.1.2 土壓力的種類土壓力的種類1. 土壓力實(shí)驗(yàn)土壓力實(shí)驗(yàn)2 土壓力種類土壓力種類靜止土壓力靜止土壓力Po 主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力Pa被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力Pp 擋土墻在土壓力作用下，不向任何方向發(fā)擋土墻在土壓力作用下，不向任何方向發(fā)生位移和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)，生位移和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)，作用在墻背上的土壓力稱為靜止土壓力。作用在墻背上的土壓力稱為靜止土壓力。1) 靜止土壓力靜

3、止土壓力Po墻靜止不動(dòng)墻靜止不動(dòng)例：地下室外墻例：地下室外墻地下水池側(cè)壁地下水池側(cè)壁Po hK0 z xZh 當(dāng)擋土墻沿墻趾向離開填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或平行當(dāng)擋土墻沿墻趾向離開填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或平行移動(dòng)，且位移達(dá)到一定量時(shí)，墻后土體達(dá)到主動(dòng)移動(dòng)，且位移達(dá)到一定量時(shí)，墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)，填土中開始出現(xiàn)滑動(dòng)面極限平衡狀態(tài)，填土中開始出現(xiàn)滑動(dòng)面 ，這時(shí)在，這時(shí)在擋土墻上的土壓力稱為主動(dòng)土壓力。擋土墻上的土壓力稱為主動(dòng)土壓力。2) 主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力Pa土推墻外移土推墻外移滑動(dòng)面滑動(dòng)面Pa 當(dāng)擋土墻在外力作用下向墻背填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或平當(dāng)擋土墻在外力作用下向墻背填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或平行移動(dòng)時(shí)，土壓力逐漸增大，當(dāng)

4、位移達(dá)到一定量時(shí)，行移動(dòng)時(shí)，土壓力逐漸增大，當(dāng)位移達(dá)到一定量時(shí)，潛在滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度，墻后土體潛在滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度，墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)，填土內(nèi)開始出現(xiàn)滑動(dòng)面達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)，填土內(nèi)開始出現(xiàn)滑動(dòng)面 ，這，這時(shí)作用在擋土墻上的土壓力增時(shí)作用在擋土墻上的土壓力增加至最大，稱為被動(dòng)土壓力。加至最大，稱為被動(dòng)土壓力。3) 被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力Pp墻推土內(nèi)移墻推土內(nèi)移例：拱橋臺(tái)例：拱橋臺(tái)Pp滑動(dòng)面滑動(dòng)面實(shí)際中只利用被動(dòng)土壓力的一部分。實(shí)際中只利用被動(dòng)土壓力的一部分。極限平衡條件：極限平衡條件：粘性土：粘性土：)245(2)245(231 ctgtg)245(2

5、)245(213 ctgtg無粘性土，上式中無粘性土，上式中 c=0 得。得。三種土壓力的關(guān)系：三種土壓力的關(guān)系： 靜止土壓力墻位移為靜止土壓力墻位移為0 0，墻后土體處于彈性平衡，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)。狀態(tài)。 主動(dòng)土壓力墻向離開填土的方向位移，墻后土主動(dòng)土壓力墻向離開填土的方向位移，墻后土體處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)。體處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)。 被動(dòng)土壓力墻向填土的方向位移，墻后土體處被動(dòng)土壓力墻向填土的方向位移，墻后土體處于被動(dòng)極限平衡狀態(tài)。于被動(dòng)極限平衡狀態(tài)。三者關(guān)系：三者關(guān)系： ( a0.1H繞墻頂轉(zhuǎn)動(dòng)繞墻頂轉(zhuǎn)動(dòng)0.05H粘土粘土主動(dòng)主動(dòng)平移平移0.004H繞墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)繞墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)0.004H

6、3 填土的性質(zhì)填土的性質(zhì) 填土的松密程度、干濕程度、填土的松密程度、干濕程度、c、值的大小，值的大小，以及填土表面的形狀等。以及填土表面的形狀等。2 擋土墻形狀擋土墻形狀 關(guān)系采用何種土壓力計(jì)算理論、計(jì)算公式和關(guān)系采用何種土壓力計(jì)算理論、計(jì)算公式和結(jié)果。結(jié)果。4.1.4 4.1.4 擋土墻發(fā)生事故實(shí)例擋土墻發(fā)生事故實(shí)例 1 1、多瑙河碼頭岸墻、多瑙河碼頭岸墻 2 2、倫敦鐵路擋土墻、倫敦鐵路擋土墻土壓力計(jì)算土壓力計(jì)算穩(wěn)定分析穩(wěn)定分析朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論土坡土坡天然山坡天然山坡人工土坡人工土坡4.2.1 產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件例：地下室外墻例：地下室外墻拱座拱座Po hK0 z xZh靜止土壓力產(chǎn)生條件：靜止土壓力產(chǎn)生條件： 墻靜止不動(dòng)墻靜止不動(dòng) 位移和轉(zhuǎn)角為位移和轉(zhuǎn)角為04.2.2 靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力計(jì)算zp0pzp0pH0KH半無限體半無限體墻背光滑墻背光滑豎向應(yīng)力豎向應(yīng)力zpz水平應(yīng)力水平應(yīng)力00zpK p0Kz側(cè)壓力系數(shù)彈性力學(xué)彈性力學(xué)經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式 sin10KuuK 10P P0 0靜止土壓力的分布：靜止土壓力的分布： p0沿深度沿深度Z呈線性呈線性 分布，呈三角形；分布，呈三角形；作用點(diǎn)：作用點(diǎn)： 距墻底為距墻底為;31H方向：方向： 水平水平總靜止土總靜止土 壓力：壓力： 沿墻長