模塊四土壓力計(jì)算及土坡穩(wěn)定性分析《工程巖土》

單元一

土壓力計(jì)算任務(wù)2朗肯土壓力計(jì)算問題導(dǎo)學(xué)情境描述知識(shí)講解小組學(xué)習(xí)知識(shí)小測

如果你是工程設(shè)計(jì)人員，根據(jù)前述工程情境，高填方路堤段選擇了重力式擋土墻以保障路堤穩(wěn)定，墻體采用混凝土澆筑，墻背豎直、光滑、墻后填土面水平，如何計(jì)算該擋土墻所受土壓力？若該處擬建橋梁選擇梁橋，現(xiàn)進(jìn)行橋臺(tái)設(shè)計(jì)，擬采用鋼筋混凝土輕型橋臺(tái)，臺(tái)背直立光滑，臺(tái)后填土為水平填筑的砂土，作用在該橋臺(tái)上的土壓力應(yīng)該如何計(jì)算？問題導(dǎo)學(xué)情境描述知識(shí)講解小組學(xué)習(xí)知識(shí)小測1.該工程設(shè)計(jì)中要計(jì)算擋土墻所受的土壓力，應(yīng)根據(jù)（

）土壓力理論相關(guān)公式計(jì)算，因?yàn)樵撏翂毫碚摰幕炯俣l件是：（

）、（

）、（

），實(shí)際工程項(xiàng)目與該理論基本假定條件（

）（相同、不同）。2.該工程中擬設(shè)計(jì)的擋土墻及墻后填土滿足朗肯土壓力理論基本假定條件，若擋墻離開土體產(chǎn)生位移，簡述該擋土墻上作用的朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算步驟有哪些？（

）。3.該工程中擬設(shè)計(jì)的梁橋橋臺(tái)上所受土壓力是否滿足朗肯土壓力理論的基本假定條件？在此工程情況下，梁橋橋臺(tái)上的土壓力一般按（

）（主動(dòng)、被動(dòng)）土壓力計(jì)算，簡述該橋橋臺(tái)上土壓力計(jì)算步驟有哪些？（

）。問題導(dǎo)學(xué)情境描述知識(shí)講解小組學(xué)習(xí)知識(shí)小測

朗肯土壓力理論是根據(jù)墻后填土處于極限平衡狀態(tài)，應(yīng)用極限平衡條件，推導(dǎo)出主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力的計(jì)算公式。

朗肯土壓力理論的基本假定條件是：擋土墻墻背豎直、光滑、墻后填土表面水平。

朗肯土壓力理論是從分析擋土結(jié)構(gòu)物后面土體內(nèi)部因自重產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)入手，去研究土壓力的（如下圖所示）。一、

朗肯土壓力理論問題導(dǎo)學(xué)情境描述知識(shí)講解小組學(xué)習(xí)知識(shí)小測二、朗肯主動(dòng)土壓力

當(dāng)土體推動(dòng)墻發(fā)生位移時(shí)，水平方向的應(yīng)力逐漸減小，當(dāng)墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，σx=σ3=Pa，σz=σ1=γz，根據(jù)極限平衡條件：

令

可得深度z處的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度為：:

問題導(dǎo)學(xué)情境描述知識(shí)講解小組學(xué)習(xí)知識(shí)小測（1）當(dāng)填土為無黏性土（c=0）時(shí)，如下圖b作用于每延米擋土墻上的主動(dòng)土壓力合力Ea：（2）若填土為黏性土（c≠0）時(shí)，如下圖c，σz=γz=0，

＜0，即出現(xiàn)了拉應(yīng)力區(qū)，令Pa=0，可得拉應(yīng)力區(qū)的高度為:

作用于每延米擋土墻上的主動(dòng)土壓力Ea:

a)擋土墻向外移動(dòng)b)砂性土c)黏性土問題導(dǎo)學(xué)情境描述知識(shí)講解小組學(xué)習(xí)知識(shí)小測三、朗肯被動(dòng)土壓力

當(dāng)擋土墻受外力作用朝向土體產(chǎn)生位移，水平方向的應(yīng)力逐漸增大，當(dāng)墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，Pp=σx=σ1,σz=γz=σ3，根據(jù)極限平衡條件：

令

可得深度z處的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度為:

問題導(dǎo)學(xué)情境描述知識(shí)講解小組學(xué)習(xí)知識(shí)小測（1）當(dāng)填土為無黏性土（c=0）時(shí)，如下圖b作用于每延米擋土墻上的被動(dòng)土壓力合力Ep：（2）若填土為黏性土（c≠0）時(shí)，如下圖c，當(dāng)z=0時(shí)，σz=0，

，作用于每延米擋土墻上的被動(dòng)土壓力合力Ep:

合力Ep作用在梯形的形心上，方向水平指向擋土墻背，其作用點(diǎn)至墻底的距離為：

a)擋土墻向內(nèi)移動(dòng)b)砂性土c)黏性土問題導(dǎo)學(xué)情境描述知識(shí)講解小組學(xué)習(xí)知識(shí)小測

學(xué)習(xí)了朗肯土壓力理論及計(jì)