1、什么是挡土墙? 挡土墙是用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定性,或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。 2、什么是挡土墙上的土压力?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。 最常见的就是土的自重产生的侧向压力,大家都知道土体自重是竖向荷载,而侧向压力一般是水平的,由土的自重应力计算土的侧向压力,需要有一个转化的过程。
1、什么是挡土墙?
挡土墙是用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定性,或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。
2、什么是挡土墙上的土压力?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。
最常见的就是土的自重产生的侧向压力,大家都知道土体自重是竖向荷载,而侧向压力一般是水平的,由土的自重应力计算土的侧向压力,需要有一个转化的过程。
3、土压力的分类有哪些?根据什么原则来划分?
土压力根据挡土墙产生位移的方向和位移量分为:静止土压力E0(earth pressure at rest)、主动土压力Ea(active earth pressure)、被动土压力Ep(passive earth pressure)(a和p分别是英文的首字母,后面Ka和kp也是根据这个命名)。
静止土压力E0:挡土墙在墙后填土的推力作用下,不产生任何移动或转动,墙后土体没有任何位移,处于弹性平衡状态;
主动土压力Ea:挡土墙在土压力作用下产生向离开填土方向的移动或扰墙趾的转动,墙后的土体因侧面所受约束减少而有下滑趋势。土体为防止自身下滑,潜在滑动面上的剪应力增加,从而使作用在墙背上的土压力减小。当土体滑动面上的剪应力达到土的抗剪强度时,墙后土体达到主动极限平衡状态,土体向下滑动,这时作用在挡土墙上的土压力达到最小值。这个最小值称为主动土压力Ea;(概念一定要先搞清楚)
被动土压力Ep:挡土墙在外力作用下向着填土方向移动或转动时,墙后土体收到挤压,有上滑的趋势。土体为防止自身上滑,土体的抗剪阻力逐渐发挥作用,使得作用在墙背上的土压力增大。直到墙的移动量足够大时,土体滑动面上的剪应力达到土的抗剪强度时,墙后土体达到被动极限平衡状态,土体向上滑动,这时作用在挡土墙上的土压力达到最大值。这个最大值称为被动土压力Ep。(概念一定要先搞清楚)
4、三种土压力之间有什么关系?
根据定义可以发现它们之间的关系:
Ep> E0>Ea
举例:土压力计算主要与土压力系数有关,对于砂土,主动和被动土压力系数只与土的内摩擦角ψ有关(对于黏性土,需要考虑粘聚力c)。当砂土的内摩擦角ψ=30o时,主动土压力系数Ka=0.333,而Kp=3,足足相差9倍。
5、什么是土压力系数K?
土压力系数是在极限平衡状态下,水平应力与竖向应力的比值。
静止土压力系数K0=ν/(1-ν)
(ν是泊松比)泊松比:材料沿载荷方向产生伸长(或缩短)变形的同时,在垂直于载荷的方向会产生缩短(或伸长)变形。垂直方向上的应变ε1与载荷方向上的应变ε之比的负值称为材料的泊松比。
大家仔细想想,若想求一个挡土墙的土压力,他的计算步骤是怎样的?
第一步是计算土的竖向应力,计算土的的竖向应力时,如遇到地下水,要相对复杂点,对于砂土,需要按水土分算,简单来说就是把土和水分开算,算出的结果进行累加,这个时候土在水里,计算土的自重竖向应力的时候,就要考虑水的浮力,土的重度采用浮重度。水也会产生侧向应力,水的应力是球应力,竖向和水平都是rwh,不需要再考虑土压力系数,切记!对于黏性土一般按水土合算,直接取土的饱和重度,地震液化的砂土也只需考虑土的饱和重度!
第二步是计算土压力系数,土压力系数可以根据朗肯土压力理论,主动和被动土压力系数直接根据土的内摩擦角ψ带入公式计算,这两个公式要牢记,不要搞混淆,静止土压力系数根据泊松比有关。如果是黏性土,还要考虑粘聚力c的影响。应用朗肯土压力理论,要搞清楚它的适用范围,墙背要光滑垂直!
第三步是计算土压力。可以根据挡土墙后的阴影线面积计算。
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