《荷载与结构设计方法》第3章侧压力汇

第 3章 侧 压 力 1z =z0a p n 为 什 么 要 研 究 土 压 力 2 第 3章 侧 压 力 n 为 什 么 要 研 究 土 压 力 3 第 3章 侧 压 力 n 为 什 么 要 研 究 土 压 力 4 第 3章 侧 压 力 n 土 的 自 重 应 力 5 第 3章 侧 压 力 均 匀 土 的 自 重 应 力 cz在 均 质 土 中 沿 水 平 面 均 匀 分 布 ， 沿 深 度 方 向为 直 线 分 布 cz cz线 z za z cz = z天然地面任 意 水 平 面 的 分 布 沿 深 度 的 分 布 n 土 的 自 重 应 力 6 第 3章 侧 压 力 成 层 土 的 自 重 应 力 cz沿 深 度 方 向 为 折 线 分 布 1h1+1h1 2h2+1h1 2h2+3h3+1h1 2h2+3h3+4h4天 然 地 面h2h3h4cz 线cz zh1 1 2 34成 层 土 自 重 应 力 分 布 n 土 的 自 重 应 力 7 第 3章 侧 压 力 土 层 中 有 地 下 水 由 于 水 位 以 下 的 土 层 受 到 水 的 浮 力 作 用 ， 所 以用 有 效 重 度 代 替 天 然 重 度 来 进 行 计 算 =sat- w天 然 地 面 cz 地 下 水 位 面 w h3+h4( ) 1h1+1h1 2h2+1h1 2h2+3h3+1h1 2h2+3h3+4h4h2h3h4 zh1 12 4 线cz 3含 地 下 水 的 土 自 重 应 力 分 布 n 土 的 自 重 应 力 8 第 3章 侧 压 力 地 下 水 位 以 下 存 在 不 透 水 层 水 浮 力 只 对 不 透 水 层 以 上 有 影 响 ， 不 透 水 层 以下 各 层 土 的 自 重 应 力 等 于 它 上 面 覆 盖 的 水 土 总重 天 然 地 面cz 地 下 水 位 面 wh31h1+1h1 2h2+1h1 2h2+3h3+1h1 2h2+3h3+4h4h2h3h4 zh1 12 4线cz 不 透 水 层+ h3w +3存 在 不 透 水 层 的 土 自 重 应 力 分 布 n 土 的 侧 向 压 力 土 体 坍 塌 9 第 3章 侧 压 力约 束 不 住 导 致 土 体 坍 塌 n 土 的 侧 向 压 力 挡 土 墙 的 工 程 应 用 10 第 3章 侧 压 力挡 土 墙 的 工 程 应 用建筑工程 水利工程道路工程 铁路工程 n 土 的 侧 向 压 力 挡 土 墙 的 分 类 11 第 3章 侧 压 力挡 土 墙 的 分 类 按 墙 体 材 料 砖 石素 混 凝 土钢 筋 混 凝 土按 结 构 形 式 重 力 式悬 臂 式锚 拉 式 扶 壁 式 n 土 的 侧 向 压 力 挡 土 墙 的 分 类 12 第 3章 侧 压 力按 墙 体 材 料 划 分砖石素混凝土 钢筋混凝土 n 土 的 侧 向 压 力 挡 土 墙 的 分 类 13 第 3章 侧 压 力 按 结 构 形 式 划 分 n 土 的 侧 向 压 力 挡 土 墙 的 分 类 14 第 3章 侧 压 力 按 结 构 形 式 划 分 n 土 的 侧 向 压 力 挡 土 墙 的 分 类 15 第 3章 侧 压 力 按 结 构 形 式 划 分 n 土 的 侧 向 压 力 挡 土 墙 的 分 类 16 按 结 构 形 式 划 分 第 3章 侧 压 力 n 土 的 侧 向 压 力 -刚 性 挡 土 墙 17 第 3章 侧 压 力 n 土 的 侧 向 压 力 -刚 性 挡 土 墙 18 第 3章 侧 压 力 n 土 的 侧 向 压 力 -柔 性 挡 土 墙 19 锚 杆板 桩 第 3章 侧 压 力 n 土 的 侧 向 压 力 -柔 性 挡 土 墙 20 第 3章 侧 压 力 n 土 的 侧 向 压 力 定 义 21 第 3章 侧 压 力土 的 侧 向 压 力 一 般 简 称 为 土 压 力 ， 它 是 墙 后 填 土的 自 重 或 填 土 表 面 的 荷 载 对 墙 背 产 生 的 侧 向 压 力 n 土 的 侧 向 压 力 影 响 因 素 22 第 3章 侧 压 力影 响 土 压 力 大 小 及 分 布 的 因 素墙 身 的 位 移 情 况度及结构形式墙体材料、高 墙 后 填 土 的 性 质墙 和 地 基 之 间 的 摩 擦 特 性 n 土 的 侧 向 压 力 分 类 23 第 3章 侧 压 力分 类 原 则挡 土 墙 的 移 动 情 况墙 后 土 体 的 应 力 状 态 静 止 土 压 力主 动 土 压 力被 动 土 压 力分 类 结 果 n 土 的 侧 向 压 力 分 类 24 第 3章 侧 压 力 n 土 的 侧 向 压 力 静 止 土 压 力 25 第 3章 侧 压 力地 下 室 外 墙受 到 楼 板 的 支 撑 作 用 ， 可 以 认 为 在 土 压 力 作 用 下不 产 生 位 移计 算 地 下 室 外 墙时 采 用 静 止 土 压力 n 土 的 侧 向 压 力 静 止 土 压 力 26 第 3章 侧 压 力 恒 祥 首 府 因 在 此 楼 地 下室 设 置 地 铁 站出 口 需 进 行 加 固 改造 n 土 的 侧 向 压 力 静 止 土 压 力 27 第 3章 侧 压 力 地 下 二 层 剪 力 墙 开 洞 n 土 的 侧 向 压 力 静 止 土 压 力 28 第 3章 侧 压 力 地 下 二 层 地 下 一 层 新 增 楼 梯 一 部 地 下 一 层 顶 楼 板 开 洞 n 土 的 侧 向 压 力 静 止 土 压 力 29 第 3章 侧 压 力 一 般 楼 板 开 洞 只需 设 置 边 梁 即 可 此 楼 板 不 仅 承 受竖 向 力 ， 同 时 是挡 土 墙 的 支 撑 楼 板 开 洞 后 需 设置 卧 梁 来 抵 抗 挡土 墙 后 的 土 压 力 n 土 的 侧 向 压 力 主 动 土 压 力 30 第 3章 侧 压 力 重 力 式 挡 土 墙 破 坏 时 墙 体 移 动 深 基 坑 支 护 验 算 支 撑 间 的 挡 土 墙 承 载 力 E0 验 算 挡 土 墙 的 整 体 倾 覆 Ea n 土 的 侧 向 压 力 被 动 土 压 力 31 第 3章 侧 压 力 拱 桥 桥 台 什 么 情 况 下 要 采 用 被 动 土 压 力来 进 行 设 计 ？ 相 同 截 面 的 梁 和 拱 ， 哪 一 个 结 构 能 够 承 担 更 大的 竖 向 荷 载 ？ 为 什 么 ？ n 土 的 侧 向 压 力 土 压 力 的 大 小 关 系 32 第 3章 侧 压 力 Ea E0 Ep n 土 的 侧 向 压 力 种 类 的 判 别 方 式 33 第 3章 侧 压 力 n 土 的 侧 向 压 力 土 压 力 基 本 原 理 （ 朗 金 理 论 ） 34 第 3章 侧 压 力 抗 剪 强 度 与 正 应 力 之 间 的 关 系 或 n 土 的 侧 向 压 力 土 压 力 基 本 原 理 （ 朗 金 理 论 ） 35 第 3章 侧 压 力 抗 剪 强 度 与 正 应 力 之 间 的 关 系 n 土 的 侧 向 压 力 土 压 力 基 本 原 理 （ 朗 金 理 论 ） 36 第 3章 侧 压 力 抗 剪 强 度 包 络 线 抗 剪 强 度 包 络 线 土 体 完 好土 体 破 坏 = 0时 ， = c 随 着 正 应 力 的 增 加 ，土 的 抗 剪 强 度 线 性提 高 包 络 线 下 方 的 区 域表 示 土 体 完 好 ； 包络 线 上 方 的 区 域 表示 土 体 已 破 坏 n 土 的 侧 向 压 力 墙 后 土 体 应 力 状 态 37 第 3章 侧 压 力 朗 金 土 压 力 理 论 的 基 本 原 理 （ 弹 性 静 止 状 态 ） 的 基 本 假 定 土 体 为 半 空 间 弹 性 体 ； 墙 背 竖 直 光 滑 ； 填 土 面 水 平 z =zz x=K0zK0zZ n 土 的 侧 向 压 力 墙 后 土 体 应 力 状 态 38 第 3章 侧 压 力 三 种 应 力 状 态 ： 弹 性 静 止 状 态 、 塑 性 主 动 状 态和 塑 性 被 动 状 态 z =z0a p 摩 尔 应 力 圆 原 理 n 土 的 侧 向 压 力 应 力 圆 与 微 元 体 42 第 3章 侧 压 力z =z0a p 摩 尔 应 力 圆 原 理 应 力 圆 上 一 个 点 代 表 微 元 体 的 一 个 面 ， 点 的坐 标 分 别 为 所 分 析 平 面 上 的 正 应 力 和 剪 应 力 。 应 力 圆 上 的 两 点 之 间 的 夹 角 是 微 元 体 两 个 相应 的 面 之 间 的 夹 角 的 2倍 。 n 土 的 侧 向 压 力 土 压 力 的 计 算 43 第 3章 侧 压 力 静 止 土 压 力 深 度 Z处 的 静 止 土 压 力 强 度 为 0=K0zH K 0H Z zK0z n 土 的 侧 向 压 力 土 压 力 的 计 算 44 第 3章 侧 压 力 静 止 土 压 力 与 深 度 成 正 比 ， 沿 墙 高 呈 三 角 形 分 布 020 21 KHE H E0K0H H/3 n 土 的 侧 向 压 力 土 压 力 的 计 算 45 第 3章 侧 压 力 主 动 土 压 力 无 黏 性 土 : 主 动 土 压 力 强 度 a=zKa 主 动 土 压 力 : 2a a12E H K Z0 (H-Z0)KaH -2c KaK aH n 土 的 侧 向 压 力 土 压 力 的 计 算 46 第 3章 侧 压 力 主 动 土 压 力 黏 性 土 : 主 动 土 压 力 强 度 ： 临 界 深 度 ： 主 动 土 压 力 : aaa 2 KczK a0 2Kcz 22a a a1 22c2 cE H K H K Z0 (H-Z0)KaH -2c Ka n 土 的 侧 向 压 力 土 压 力 的 计 算 47 第 3章 侧 压 力 被 动 土 压 力 无 黏 性 土 : 被 动 土 压 力 强 度 p=zKp 被 动 土 压 力 : 2p p12E H K KpH KpH+ Kp K p n 土 的 侧 向 压 力 土 压 力 的 计 算 48 第 3章 侧 压 力 被 动 土 压 力 黏 性 土 : 被 动 土 压 力 强 度 ： 被 动 土 压 力 : p p p2zK c K p p p1 22E H c K HK （ ） KpH+ Kp Kp n 土 的 侧 向 压 力 特 殊 情 况 下 的 土 压 力 计 算 49 第 3章 侧 压 力 (1)成 层 土 体 中 的 土 压 力 计 算 两 种 思 路 ： 先 求 竖 向 压 力 ， 再 乘 以 相 应 土 层 主 动 土 压 力系 数 ； （ 推 荐 方 法 ） 把 第 1层 土 换 算 成 第 2层 土 的 高 度 和 密 度 。 计 算 哪 层 土 用 哪 层 土 的 参 数 。 n 土 的 侧 向 压 力 特 殊 情 况 下 的 土 压 力 计 算 50 第 3章 侧 压 力 (1)成 层 土 体 中 的 土 压 力 计 算 第 1层 土 ： 上 表 面 ： 下 表 面 ： 第 2层 土 ： 上 表 面 ： 下 表 面 ： 110 2 aa Kc 012h1h2111111 2 aaa KcKh 222111 2 aaa KcKh 22222112 2)( aaa KcKhh n 土 的 侧 向 压 力 特 殊 情 况 下 的 土 压 力 计 算 51 第 3章 侧 压 力 (2) 土 体 表 面 受 连 续 均 布 荷 载 第 一 种 思 路 ： 先 求 竖 向 应 力 ， 再 乘 以 系 数q Ka(q+H)qKaH Hh qqKaKa(h+H) 无 黏 性 土 ： 黏 性 土 ： )(aa qzK aaa 2)( KcqzK n 土 的 侧 向 压 力 特 殊 情 况 下 的 土 压 力 计 算 52 第 3章 侧 压 力 (2) 土 体 表 面 受 连 续 均 布 荷 载 第 二 种 思 路 ： 用 假 想 的 土 层 代 替 均 布 荷 载 假 想 土 层 厚 度 为 ：h=q/ 填 土 总 高 度 为 ：h+H 挡 土 墙 底 面 的 土压 力 为 ： （ h+H ） K aqKa(q+H)qKaH Hh qqKaKa(h+H) n 土 的 侧 向 压 力 特 殊 情 况 下 的 土 压 力 计 算 53 第 3章 侧 压 力 (3) 土 体 表 面 受 局 部 均 布 荷 载 经 验 公 式 法 qqK aq HH ab abm n n 土 的 侧 向 压 力 特 殊 情 况 下 的 土 压 力 计 算 54 第 3章 侧 压 力 (4)墙 后 土 体 有 地 下 水 的 土 压 力 计 算 两 个 关 键 点 ： 地 下 水 位 以 下 的 土 重 度 采 用 浮重 度 ； 地 下 水 位 以 下 要 考 虑 水 压 力 。 下 表 面 土 压 力 为 三 项 和 ： h1Ka， h2Ka， wh2K ah1Ka（ h1+h2） wh2