1、 8.2 擋土墻背上的土壓力（一）：當擋土墻不動，擋墻后土體處于平衡狀態時，墻背和土體上的壓力。：當擋土墻后土體推墻向前移動達一定值，墻后土體達到極限平衡狀態時，墻背和土體上的壓力 。：若擋土墻在橋墩等外力作用下，向后移動推擠土體達到極限平衡狀態時，墻背和土體上的壓力 。靜止土壓力主動土壓力被動土壓力第1頁/共31頁 8.2 擋土墻背上的土壓力（二） 通過擋土墻可以量測不同位移方向產生的三種土壓力，并繪制土壓力隨墻體位移的關系。n由試驗可知：對于墻后為密砂或中密砂時墻體向前位移-a=(15)H達到；墻后為密實粘土，+p=(15)%H；為密實粘性土時，+p=0.1H，達到。 在下：paEEE0a

2、E0EpEp0a土壓力E(前)(后)H第2頁/共31頁 8.2 擋土墻背上的土壓力（三） 擋土墻的 擋土墻的 的性質l 填土程度即重度程度即含水量l 土的即內摩擦角和粘聚力的大小 擋土墻的 混凝土、鋼筋混凝土不計表面摩擦力 漿砌、干砌片塊石擋墻計表面摩擦力第3頁/共31頁 8.3 靜止土壓力計算（一） 當修建在基巖或硬土地層上的重力式擋土墻、地下室外墻、地下水池側壁、涵洞的側壁等的擋土構筑物時，可按計算。 ：墻背垂直、光滑、墻后填土面水平。 式中：K0為靜止土壓力系數。zKKzx00第4頁/共31頁 8.3 靜止土壓力計算（二） 靜止土壓力自地表分布（）。 靜止土壓力計算：沿墻方向取單位長度計

3、算三角形分布的面積： 方向，作用點位于三角形的即墻底H/3處。20021HKE第5頁/共31頁 靜止土壓力系數與土的性質、密實程度以及應力歷史均有關系，可根據試驗測定，也可以按經驗公式計算。 ： ，為土的泊松比。 ： 砂類土 K0 =0.250.42；粘性土 K0 =0.500.80 ，Jaky方法： ， 為土的內摩擦角 ： 8.3 靜止土壓力計算（三）sin10KmKK)OCR()()(NC0OC010K第6頁/共31頁 8.4 朗肯土壓力理論（一） ：朗肯土壓力理論由英國學者朗肯（Rankine）提出，由于其概念明確方法簡單，至今仍被廣泛應用。 l 表面水平的半無限體l 處于極限平衡狀態

4、l 擋土墻的墻背豎直、光滑l 擋土墻后的填土表面水平第7頁/共31頁 8.4 朗肯土壓力理論（二）：在表面水平的半無限空間彈性體，深度z處取一微元體，則作用在微元體頂面法向應力1為該處自重應力，即：同時，作用在此單元側面的應力為：1不變，3逐漸減小至極限狀態1不變，3逐漸增大成為大主應力至極限狀態zz1zKx03第8頁/共31頁朗肯 相當于莫爾極限平衡條件中已知1=z，求3 )245tan(2)245(tansin1cos2sin1sin1213czcaza第9頁/共31頁 當 時，上式為： 主動土壓力 ： 主動土壓力： 作用點位于三角形的即墻底（H/3處，方向。aaKHE221zKzaa)2

5、45(tan2)245(tan2aK第10頁/共31頁 當 時，令： 可得沿墻背的深度： 因土體，三角形abc面積為： 作用點位于三角形abc的即墻底(H-z0)/3處，方向。c0)245tan(2)245(tan2cza)2/45tan(20cz222022)245tan(2)245(tan21)()245tan(2)245(tan21ccHHzHcHEa第11頁/共31頁 相當于莫爾極限平衡條件中已知3=z，求1)245tan(2)245(tansin1cos2sin1sin1231czcp第12頁/共31頁 當 時，上式為： 被動土壓力 ： 被動土壓力： 作用點位于三角形的即墻底（H/3

6、處，方向。ppKHE221zKzpp)245(tan2)245(tan2pK第13頁/共31頁 當 時： 此時墻背土壓力為，梯形abcd面積為： 合力作用點位于abcd的處，方向。：對于梯形的情況，可以分解成一個和一個分布，分別計算合力后，再通過求梯形重心位置。)245tan(2)245(tan2czp)245tan(2)245(tan21)245tan(4)245(tan2222cHcHHEp第14頁/共31頁 如圖以為例 將 q 換算成填土高度 hq，作為地表面后，土壓力計算方法同前。 主動土壓力：l 墻背頂處：l 墻背底處：l 合力計算：l 沿墻背梯形分布。 同理可推得被動土壓力計算式。

7、aaqaqKKh頂aaaHKqK底aaaKHqHKE221hqKahq=第15頁/共31頁以主動土壓力計算為例（如圖）l界面處3l 為各個矩形、三角形的合力之和。 同理可以計算有的情況，地下水位以下取。)245tan(2)245(tan)245tan(2)245(tan2121下下下下上上上上chqchqniianiia01a33322114)(aaKhhh21121112aaaaKhKh下上322113222113)( ;)(aaaaKhhKhh下上第16頁/共31頁 8.5 庫侖土壓力理論（一） 基本假設與適用條件 墻后填土是例如砂類土c=0； 當墻背向前或向后移動達到極限平衡狀態時，將產

8、生通過墻背和墻踵的滑裂斜平面，在土體內形成； 楔形土體處于，按理論力學剛性平衡法即分析力的平衡關系。 墻背，； 墻背，； 墻后填土表面，。庫侖理論基本假設和適用條件第17頁/共31頁 l 第18頁/共31頁第19頁/共31頁：l 由上可得)sin()cos()sin()(90sin ABAMcosHAB cos)cos()cos(cosHABABCABBC)sin(cos)cos()cos(2122HW第20頁/共31頁 再 求Ea的最大值，還需求 ，得真正滑動面的值，代入 Ea的計算式可得： )sin()sin(cos)sin()cos()cos(21sin)sin(22HWEa0aEaaK

9、HE221222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cosaK第21頁/共31頁l 第22頁/共31頁 ppKHE221222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cospK第23頁/共31頁 8.6 地震情況下的土壓力水工建筑物抗震設計規范計算方法 靜aezHaEccKE)tan1 (第24頁/共31頁 8.7 開挖坑、溝支撐結構物上的土壓力（一）懸臂板計算 得樁的埋深為：0)(31)(213121022zhKzhzKzMapB11/3/23papKhKKhz第25頁/共31頁 8.7 開挖坑、溝支撐結構物上的土壓力（二） 由平衡關系得 由X=0可得 設在距樁頂 y 處達到最大彎矩MmaxzhMMRMpaEEAB0paAEERaAKyyRM3max61第26頁/共31頁l 擋土墻的用途、高度及重要性；l 建筑場地的地形與地質條件；l 盡量就地取材，因地制宜；l 安全而經濟。 8.8 擋土墻設計步驟與內容（一）第27頁/共31頁 8.8 擋土墻設計步驟與內容（二） )sin(6 . 12211aayaxaygEEhEaEaWaWk)cos(3 . 1)(21aaxaxayhEEEfEWWk第2