土压力理论与挡土墙设计.ppt

合集下载

朗肯土压力理论课件

朗肯土压力理论课件
被动土压力
挡土墙向填土相反方向移动或转 动时,作用在墙上的土压力。
朗肯土压力研究历史
早期研究
1857年,英国科学家W.J.M.朗肯首 次提出古典土压力理论,奠定了土压 力研究的基础。
改进与发展
后续研究者针对朗肯理论的不足,提 出了库仑土压力理论等改进和发展方 案。
朗肯土压力理论应用领域
挡土墙设计
素对支护结构的影响。
朗肯土压力计算
运用朗肯土压力理论,计算支 护结构所受的土压力,为结构 设计提供依据。
支护结构选型
对比多种支护结构类型,如地 下连续墙、钢支撑、混凝土支 撑等,选择最适合本工程的支 护结构形式。
设计优化建议
根据计算结果和工程实际情况 ,提出支护结构设计的优化建 议,如调整支护结构尺寸、增
通过实际工程案例,掌握朗肯土压力计算步骤和实际应用。
未来发展趋势预测
数值模拟方法在土压力研 究中的应用
随着计算机技术的发展,数值 模拟方法在土压力研究中将发 挥越来越重要的作用,如有限 元法、离散元法等。
考虑复杂环境因素的土压 力研究
未来土压力研究将更加注重考 虑复杂环境因素的影响,如地 震、地下水、降雨等。
的土体变形和破坏模式。
朗肯土压力公式推导
假设条件
朗肯土压力理论基于一系列假设条件,包括土体为均质、各向同 性、无粘性等。
公式推导
根据土体平衡条件和极限平衡状态,可以推导出朗肯土压力公式。 该公式可以用来计算挡土墙背后的主动和被动土压力。
参数影响
朗肯土压力公式中的参数包括内摩擦角、粘聚力、挡土墙倾角等, 这些参数的变化会对计算结果产生影响。
03
朗肯土压力计算方法及 实例分析
计算方法介绍
基本假设

第六章 土压力与挡土墙

第六章 土压力与挡土墙

粘性土的抗剪强度: f c tg
等值抗剪强度: f tgD
D —等值内摩擦角
D
tg 1 (tg
c
)
2H
3
2.土压力相等方法
Ea1
1 2
H
2tg 2 (45o
)
2
2c
H
tg (45o
2
)
2c2
Ea2
1 2
H
2tg 2 (45
D
2
)
tg(45 D ) tg(45 ) 2c
2
2 H
四、稳定性验算
1、抗滑稳定性
1)验算公式
Ks
抗滑力=(G 滑动力
Eaz )
Eax
1.3
G
Ea
2)弥补措施 ①修改挡土墙的断面尺寸,通常加大底宽增加墙自重G以增大抗滑力; ②在挡土墙基底铺砂、碎石垫层,提高摩擦系数值增大抗滑力; ③加大逆坡角度; ④墙后面加钢筋混凝土拖板。利用拖板上的填土重增大抗滑力。拖 板和挡土墙之间用钢筋连接。
衡状态
性平衡状态
衡状态
主动朗 肯状态
处于主动朗肯状态,σ1方向竖直,剪切破坏面 被动朗肯
与竖直面夹角为45o-/2
状态
处于被动朗肯状态,σ3方向竖直,剪切破坏面与竖直 面夹角为45o+/2
二、主动土压力 1、主动土压力集度
3
1tg 2 (45o
) 2c tg(45o
2
)
2
粘性土 无粘性土
A
A’ E F
A
B
h q
h' Ka
(h'H )Ka
讨论:土压力计算的几个应用问题
1.朗金理论与库仑理论的比较

《库仑土压力理论》课件

《库仑土压力理论》课件
理论意义
库仑土压力理论是土力学中的重要理论之一,它为土压力的计算和挡土墙设计提供了基础。该理论通 过分析土的应力和应变关系,推导出土压力的分布规律,为解决实际工程问题提供了重要的理论支持 。
实践价值
在实际工程中,挡土墙的设计和建造是必不可少的。库仑土压力理论的应用可以帮助工程师更准确地 预测和控制土压力,从而设计出更加安全、经济、可靠的挡土墙。此外,该理论在岩土工程、地质工 程等领域也有广泛的应用。
主动土压力的计算公式
• 主动土压力的计算公式为:P = c + (σtan(θ) + kd) * H
主动土压力的计算公式
P为主动土压力; c为土壤粘聚力; σ为土壤内摩擦角;
主动土压力的计算公式
θ为剪切面与水平面的夹角; d为土壤压缩厚度;
k为土壤压缩系数; H为挡土墙高度。
被动土压力的计算公式
04
应用
挡土墙设计
挡土墙是利用土压力来平衡外力的结构物,库仑土压力理论在挡土墙设计 中具有重要应用。
根据库仑土压力理论,可以通过合理设计挡土墙的尺寸、倾斜角、埋深等 因素,使其能够承受来自土体的压力,保持稳定。
挡土墙设计时需要考虑土的性质、环境条件、荷载情况等因素,结合库仑 土压力理论进行计算和分析,以确保其安全性和经济性。
主动土压力
当墙后土体处于侧向极限平衡状态时 ,墙后土体对墙背产生的侧向压力, 称为主动土压力。
被动土压力
当墙后土体处于被动极限平衡状态时 ,墙后土体对墙背产生的侧向压力, 称为被动土压力。
静止土压力
• 静止土压力:当挡土墙静止不动 ,不产生任何位移和变形时,墙 后填土对墙背产生的侧向压力, 称为静止土压力。
• 被动土压力的计算公式为:P = c + (σtan(φ) - kd) * H

土压力计算及挡土墙设计最终版

土压力计算及挡土墙设计最终版
③朗肯主动土压力系数
Ka
tan2(45 φ) 2
④单位墙长度上的土压力合
力Ea
Ea
1 2
γh2Ka
无粘性土主动土压力
2.朗肯主动土压力计算——粘性土
①②沿粘深性度土方的向极主限动平土衡压条力件的:分σ3 布σ 1ta 2(4 n 5φ 2)2cta4n 5φ 2 ()
p a γ z ta 2 (4 n 5 φ 2 ) 2 c ta 4 n 5 φ 2 ) ( γ za K 2 cK a
③土压力分布特点:墙背受到的土压力一般呈三角形分布,最大
压力强度发生在底部,类似于静水压力的分布。
刚性挡土墙背上的图压力分布
二、挡土墙类型
(按刚度及位移方式分为刚性挡土墙和柔性挡土墙)
2.柔性挡土墙
①定义:一般指用钢筋混凝土桩或地下连续墙所筑成的断面较小而长
度较大的挡土结构
锚杆
板桩 基坑
基坑
板桩变形
②根据土的极限平衡条件:
粘性土: pa (qγz)Ka2c Ka
砂土: pa (qγz)Ka
2c q
③填土为粘性土时,临界深度:
z0 γ
Ka γ
④若超载q较大,计算的z0为负值,
墙顶处土压力
paqK a2c Ka
2.分层填土:按各层的土质情况,分
别确定每层土作用于墙背的土压力。 ①第一层土按指标γ1、φ1和c1计算土压
在相同的墙高和填土条件下:Ea<E0<Ep
3.静止土压力计算
①按半空间弹性变形体在土的自重作用 下无侧向变形时的水平侧压力:
p =K0γz ②若土体为均质土,则K0与γ均为常数
K0=μ/(1-μ) 由计于算土。的μ很难确定,K0常用经验公式

《库仑土压力理论》课件

《库仑土压力理论》课件

实际工程中的静止土压力应用
总结词
静止土压力是库仑土压力理论中的一种特殊情况,是指土体处于静止状态时所受的压力,主要应用于 地下工程和隧道工程等领域。
详细描述
在地下工程和隧道工程中,静止土压力的大小直接关系到结构的稳定性和安全性。通过应用库仑土压 力理论,可以计算出静止土压力,从而设计出符合要求的支护结构。在施工中,合理利用静止土压力 ,可以有效控制土体的位移和变形,保证施工安全。
擦角。
静止土压力的计算
1
静止土压力是指挡土墙在静止状态下作用在墙背 上的土压力。
2
公式推导基于静止土压力的定义,通过分析墙后 土体的应力状态进行计算。
3
计算中需考虑墙后土体的内摩擦角和粘聚力,以 及墙背与土之间的摩擦角。
03
CATALOGUE
库仑土压力理论的应用实例
实际工程中的主动土压力应用
总结词
库仑土压力理论的局限性
假设限制
库仑土压力理论基于一系列假设,如土体为刚性、不可压缩等,与 实际情况可能存在差异。
精度有限
由于理论简化,库仑土压力理论的计算精度可能受到限制,无法准 确模拟复杂工况下的土压力分布。
对土性依赖较大
库仑土压力理论对土的物理性质依赖较大,对于不同土性,可能需要 调整参数或采用其他方法。
计算中需考虑墙后土体的内摩擦角和粘聚力,以 及墙背与土之间的摩擦角。
被动土压力的计算
01
02
03
被动土压力是指挡土墙 在外力作用下向后移动 ,作用在墙背上的土压
力。
公式推导同样基于库仑 理论,通过分析墙后土 体的应力状态,结合土 的抗剪强度指标进行计
算。
计算中需考虑墙后土体 的内摩擦角和粘聚力, 以及墙背与土之间的摩

土压力理论

土压力理论

8-14b
20 k a tg (45 ) tg (45 ) 0.49 2 2
2

【例题8-1】
-14 Z0=1.59 H=5m C=10kpa φ=20° γ=18kN/m3
+
44.13
-
3.41
Ea
30.13
H z0 1.14 m 3
a zk a 2C k a a 18 5 0.49 2 10 0.49
锚定板
墙趾
墙踵
锚杆
墙板
基岩
挡土墙各部名称:
填土面 墙顶 墙前 墙后 填土 墙面 挡 土 墙 墙背 墙 高
墙趾
墙底
墙踵
第8章 土压力
§8.2 挡土墙侧的土压力
8.2.1 土压力种类

太沙基等人通过挡土墙的模型试验,研究了墙的位 移与土压力的关系,发现作用在墙背上的土压力随 墙的移动方向和大小变化。
第8章 土压力
§8.1 概述

特指挡土
结构物
土压力—土对结构物的压力。 挡土结构物—防止土体塌滑的支撑结构物。
挡土墙、地下洞室衬砌等
本章所讲的土压力特指作用在挡土墙上的土压力。 挡土墙—侧向支撑土体的结构物。 研究方法:按平面问题进行研究,即取一延向米。 挡土墙的用途:阻挡土体下滑或截断土坡延伸。
§8.3 郎肯土压力理论
2.粘性土的郎肯主动土压力 土压力分布:
a zk a 2C k a
8-14b
第8章 土压力
8.3.2 主动土压力
§8.3 郎肯土压力理论
2.粘性土的郎肯主动土压力
Z0及总土压力:
kpa
1 E a ( zk a 2c k a )( H z 0 ) 2

第六章挡土墙上的土压力

第六章挡土墙上的土压力

总被动土压力
Ep
1 2
gH
2K
p
2cH
Kp
§2 朗肯土压力理论
小结
问题:
1 朗肯土压力理论的基本条件和假定
2 请画出刚性墙后粘性土的主动和被动破坏面形状
3 给出粘性土主动和被动土压力分布及计算公式
复习上节内容
(一) 填土为砂土-主动土压力 1. 土压力分布和墙后破裂面形状
pa=Kagz
H
H/3
g H Ka
EAp
1 gH
2
2Kp
W
C E库仑
Kp
Ecos2
cos(
cos2(f ) )[1 sin(f
) sin(f
)
]2
R
W
cos(
)
cos(
R
)
B
§3 库仑土压力理论
(二) 被动土压力
土压力分布
H

Ep
Ep H/3
gHKp
pp
dE p dz
d
1 2
g
z
2
K
p
dz
g
zK p
§3 库仑土压力理论
(二) 应用条件
朗肯
库仑
1
墙背光滑垂直 墙背、填土无限制
填土水平
粘性土一般用图解法
2
坦墙
3
墙背垂直
填土倾斜
坦墙
§6.4 朗肯和库仑土压力理论的比较
(三) 计算误差--朗肯土压力理论
E朗肯
E库仑 W R
墙背垂直 填土水平 实际 > 0
E库仑
郎肯主动土压力偏大 郎肯被动土压力偏小
E朗肯
W R

土力学第八章挡土墙土压力

土力学第八章挡土墙土压力
土压力是作用于这类建筑物上的重要荷载,它是由 于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用,挡土 结构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。
挡土墙的种类 作用在挡土墙上的土压力
第一节 概述
一、挡土墙的几种类型
E
地下室
地下室侧墙
填土E 重力式挡土墙
桥面支撑土坡的 挡土墙 填土 EE
堤岸挡土墙
填土
E
拱桥桥台
pa z Ka
其中:Ka为朗肯主动土压力系数
Ka tg 2 (45 / 2)
总主动土压力
Ea

1 2
KaH 2
s1
z
pa=s3
45+/2
Ea Ka H 2 / 2
1 H
3
pa KaH
2)粘性土
主动土压力强度
pa z Ka 2c Ka
库仑和朗肯土压力的比较
1、朗肯土压力理论
1)依据:半空间的应力状态和土的极限平衡条件; 2)概念明确、计算简单、使用方便; 3)理论假设条件; 4)理论公式直接适用于粘性土和无粘性土; 5)由于忽略了墙背与填土之间的摩擦,主动土压力偏 大,被动土压力偏小。
2、库仑土压力理论:
1)依据:墙后土体极限平衡状态、楔体的静力平衡条件; 2)理论假设条件; 3)理论公式仅直接适用于无粘性土; 4)考虑了墙背与土之间的摩擦力,并可用于墙背倾斜,填 土面倾斜的情况。但库伦理论假设破裂面是一平面,与按 滑动面为曲面的计算结果有出入。
4、填土表面倾斜
滑裂面1
A
B
cr
Ea´
B
= 时

cr


45
2

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

Let, dEa 0
d
Ea
1 2
H
2
cos2
cos
cos2
1
sin cos
sin cos
i i
2
where,
cos2
cos
cos2
1
sin cos
sin i 2
cos
i
, active
pressure
coefficient
Ea
1 H 2
2
a
If i=0,α=0,δ=0, Then
3
1
tg 2 45
2
2c tg 45
2
45
2
Z0
2c
tg 45
2
, vertical
wall
depth
Ea
1 H
2
Z0 2
tg 2 45
2
1 H 2
2
tg 2 45
2cHtg 45
2
2
2c 2
E
1 H 2
2
K
2cH
K
2c 2
where
Ea
1 2
H
2
1
cos2 sin
2
1
2
H 2 1 sin 1 sin
1
2
H 2tg2 45
2
Ea
1
2
H2
a
where
a
tg2 45
2
• Complex boundary conditions/复杂边界条件
S
1 2
H
a2
tg
1 2
H
a2
tg
1 2
ab
1 2
a2
tg
• General solution
AB H cos
AD AB sin
BC
AB
sin sin
90 90
i i
then,G
1 2
H
2
sin
sin 90 cos2 cos i
i
E
1 2
H
2
sin
cos2
sin 90
cos i
i
sin 90
sin
A0
tg
B0
G A0tg B0
where,
A0
1 2
(H
a)2
B0
1 2
(H
a)2
tg
1 2
a2
tg
1 2
ab
Ea
G
sin 90
sin
A0tg
B0
cos sin
where,
Let, dEa 0
d
then,
A0tg
B0
sin
sin
sin 2
cos
1
3
tg2
45
2
3
K
p
where
Kp
tg2 45
2
,
passive
pressure
coefficient
Ep
1 H 2
2
tg 2 45
2
1 H 2
2
Kp
•In Cohesive soils (soil surface horizontal)/ /地表水平粘性土
1
3
tg2
45
2
-Assuming
-Active earth pressure
E
G
sin 90
sin
dEa 0
d
-Passive earth pressure
sin 90
Ep G sin
Ea f ( ) Ep f ( )
6.3.2 Active Case/主动情形
Ka
tg2 45
2
•For sloping soil surface(β) /地表倾斜
EaLeabharlann 12H2
cos
cos cos
cos2 cos2 cos2 cos2
6.2.3 Rankine passive earth pressure/被动土压力
•In Non-Cohesive soils (soil surface horizontal) /地表水平无粘性土
Ea
A0
tg
B0
cos sin
Ea
A0tg B0 tg tg
tg
tg
cos sin
A0tg B0 tg tg
a
a
tg
tg
cos sin
where,
-Distribution of active earth pressure /土压力的分布
-Example
3
1
tg2 45
2
where 1 H
45
2
E
1 H 2 tg2 45
2
2
Ea
1
2
H
2
Ka
where
Ka
tg2 45
2
, active
pressure
coefficient
•In Cohesive soils (soil surface horizontal)/地表水平粘性土
A retaining wall of embankment is 6m high. And the relative parameters are c=0,φ=30。,α=14 。 00’,δ=φ/3, as well as shown in Fig. below. Calculate the active earth pressure and draw the distribution.
§6 Earth Pressure and Retaining Wall
土压力理论与挡土墙设计
• Introduction/引言
• Rankine’s earth pressure theory / 朗肯土压力理论 • Coulomb’s earth pressure theory / 库仑土压力理论 • Discuss / 讨论 • Retaining wall design / 挡土墙设计
6.2.1 Limit state/极限状态 -Active limit equilibrium/主动极限平衡 -Passive limit equilibrium/被动极限平衡
x K0 z
6.2.2 Rankine active earth pressure/主动土压力
•In Non-Cohesive soils (soil surface horizontal)/地表水平无粘性土
6.1 Introduction/引言
x k0 z
k0 1
-Coefficient of earth pressure at rest 静止土压力
k0 1 sin ' Bishop, 1958
E0
1
2
H
2
K0
主动土压力
被动土压力
6.2 Rankine Earth Pressure theory /朗肯土压力理论
cos
A0 cos sin cos2
0
tg 2 2tg tg ctg tg B0 ctg tg 0
A0
tg tg
tg
ctg tg
B0 A0
where,
-Coefficient of active earth pressure /主动土压力系数λa
a
a h
2c
tg
45
2
3
K
p
2c
Kp
3 H
where
Kp
tg2 45
2
,
passive
pressure
coefficient
Ep
1 H 2 2
tg 2 45
2c H 2
tg 45
2
1 H 2 2
Kp
2cH
Kp
6.3 Coulomb’s Earth Pressure theory / 库仑土压力理论 6.3.1Basic concept
相关文档
最新文档