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土压力的计算方法和适用情况

发布于:2022-09-28 09:56:28 来自:建筑结构/岩土工程 [复制转发]

在岩土工程中经常会遇到挡土墙,例如,地下室外墙、桥墩、支护结构等,这些挡土墙均受到土压力的作用,土压力的大小以及分布规律受到墙体可能的位移、墙后填土的种类、填土面的形式、墙体的刚度和地基的变形等一系列因素的影响。根据墙的位移情况和墙后面填土所处的应力状态,土压力一般分为三种。

  • 主动土压力

当挡土墙离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时,作用在挡土墙上的土压力称为主动土压力,如下图所示。

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直观的说法,当土推墙的时候,墙有离开土的移动趋势,这时的土压力为主动土压力。常见的有坡地重力式挡土墙、悬臂挡土墙。

当墙背光滑、直立、填土面水平时,而且无粘性土(这些限制条件适用于其他形式的土压力,后文不再赘述)的主动土压力大小为:

Ea=0.5 γ.H^2.(tan?(45°-φ/2))^2

σa=γ.H.(tan(45°-φ/2))^2                         

在一般实际工程中,都可以假定墙背光滑、直立、填土面水平。而且填土大多选择砂土,其内摩擦角可取30°左右。故主动土应力为:

σa=0.33γ.H

γ为填土重度;H为填土高度;φ为土的内摩擦角,其正切值类似于摩擦系数。以上各符号的物理意义后文不再赘述。

  • 被动土压力

当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时,作用在挡土墙上的土压力称为被动土压力,如下图所示。

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直观的说法,当的时候,墙有挤压土的移动趋势,这时的土压力为被动土压力。常见的有桥墩、电线杆埋在土中的部分、基坑支护锚固段。

被动土压力大小为:

Ep=0.5 γ.H^2.(tan?(45°+φ/2))^2

σp=γ.H.(tan(45°+φ/2))^2

  • 静止土压力

当挡土墙静止不动,土体处于弹性平衡状态时,作用在挡土墙上的土压力称为静止土压力,如下图所示。

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直观的说法,墙和土没有相对移动的趋势,二者井水不犯河水,这时的土压力为静止土压力。常见的有地下室外挡墙(悬臂的除外,悬臂的为主动土压力。但我个人的看法是,即使不是悬臂的地下室外墙也应该按照主动土压力计算,因为地下室外墙并不具有很大的刚度,外墙的水平挠度虽然很小,但激发主动土压力也仅仅需要微小的滑移就可以)

静止土压力大小为:

E0=0.5 γ.H^2.?(1-sinφ)

σ0=γ.H.(1-sinφ)        

当填土内摩擦角可取为30°时,静止土应力为:

σ0=0.5γ.H

  • 总结

从公式可以看出,被动土压力>静止土压力>主动土压力,即Ep>E0>Ea

对于结构设计中常用的地下室外墙设计,我们通常取静止土压力(这是为了安全,原因见前述)。但实际工程中,有的地下室基坑周边设置永远支护,这时地下室外墙的土压力可以折减,但是折多少没有明确的规定。有人提出折减系数取0.6,也有人提出可以按照主动土压力计算,这两者的说法都缺乏理论和试验依据,而且在最终取值上相差不大。另外,护坡桩与地下室外墙的距离如何考虑?所以,我个人认为,这两种算法都存在问题,不应该以一个简单的折减系数来反映这样的特殊情况,应具体问题具体分析,即使可能在数值上得到正确的结果,也不能因此而肯定这种做法,至少这种做法是缺乏物理意义的。我觉得,实际情况比折减后的取值可能还要低一点,以后有时间再讨论。

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知识点:土压力的计算方法


  • daghy
    daghy 沙发

    看一下。。了解下这方面的内容

    2022-09-28 10:19:28

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这个家伙什么也没有留下。。。

岩土工程

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