文档介绍：《边坡支挡结构》第二次作业
任课老师:马建林
(姓名:官威名学号:11011344)
主动土压力及被动土压力的概念
挡土墙向前移离填土,随着墙的位移量的逐渐增大,土体作用于墙上的土压力逐渐减小,当墙后土体达到主动极限平衡状态并出现滑动面时,这时作用于墙上的土压力减至最小,称为主动土压力σa。
挡土墙在外力作用下移向填土,随着墙位移量的逐渐增大,土体作用于墙上的土压力逐渐增大,当墙后土体达到被动极限平衡状态并出现滑动面时,这时作用于墙上的土压力增至最大,称为被动土压力σp。
主动土压力及被动土压力计算公式
土压力计算公式可以总结为朗肯土压力和库伦土压力两类,两种土压力理论计算主动及被动土压力的相关情况如下表所示:
朗肯土压力理论
库伦土压力理论
主动土压力
被动土压力
需要满足的条件
(1)挡土墙是刚性的墙背垂直;
(2)挡土墙的墙后填土表面水平;
(3)挡土墙的墙背光滑,不考虑墙背与填土之间的摩擦力。
,本身无变形
计算简图
γ、——分别为填土的重度与内摩擦角;
ε——墙背与铅直线的夹角。以铅直线为准,顺时针为负,称仰斜;反时针为正,称俯斜;
δ——墙摩擦角,由试验或按规范确定。我国交通部重力式码头设计规范的规定是:①俯斜的混凝土或砌体墙采用~;②阶梯形墙采用;③垂直的混凝土或砌体采用~。
β——填土表面与水平面所成坡角;
表一:土压力计算表
敏感性分析
要确定c、、β、δ、ε对主动土压力及被动土压力的影响大小,只需要对这几个参数做单因素敏感性分析即可,考虑到库伦土压力的假设条件为墙背土体为散粒体,C值为零,另外,在朗肯土压力理论中,所作假设和参数β、δ、ε并不相关,所以在做敏感性分析时要在这两种土压力理论下分别做相关的敏感性分析,从而找出这些参数对被动及主动土压力的影响大小的规律。
朗肯土压力理论下的敏感性分析
由表一可知,朗肯土压力理论主动土压力及被动土压力计算公式为:
假设H、Z0、γ为定值:20m、5m、18KN/m3,并假设C、基准值为:3和20。,首先假设不变,大小取20。,C值以3为基准,每次增大/减小10%直至增大/减小50%,分别计算对应的主动及被动土压力大小,并和H、Z0、γ、C、取值分别为:20m、5m、18KN/m3、3、20进行比较,计算主动及被动土压力改变率。分析完C值的变化后用同样的方法分析变化土压力的改变率,此时假设C值为3不变,值程阶梯变化,最后和基准土压力值对比,计算出土压力值变化率,具体计算结果见表二、表三、图一、图二。
表二朗肯土压力理论条件下的主动土压力敏感性分析
因素变动率
-50%
-40%
-30%
-20%
-10%
不变化
10%
20%
30%
40%
50%
c
3
ψ
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
仅C值变化对应的Ea大小
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