重力式挡土墙重力式挡土墙土压力计算

(一)作用于挡土墙的土压力类型

土压力是挡土墙承受的主要荷载。挡土墙的位移情况不同,可以形成不同性质的土压力。如图所示,当挡土墙向外移动(位移或倾覆)时,土压力随之减小,直到墙后土体沿破裂面下滑而处于极限平衡状态,此时作用于墙背的土压力称为主动土压力;当挡土墙向墙后土体方向挤压移动,士压力随之增大,土体被推移向上滑动处于极限平衡状态,此时土体对挡土墙的抗力称为被动土压力;挡土墙处于原来位置不动时,土压力介于两者之间,称为静止土压力。采用哪种性质的土压力作为设计荷载,要根据挡土墙的具体条件而定。

主动土压力按库仑理论计算,是挡土墙承受的主要荷载,设计时应取一定的安全系数。对于墙趾前的被动土压力,在一般情况下不予考虑,以保安全;有时可部分考虑墙趾前的被动土压力。

(二)计算库仑主动土压力的一般公式

库仑理论的基本假定为:

(1)挡土墙向前滑移时(如图),墙后土体将形成一个沿墙背和破裂平面向下滑动的棱体(或称土楔),此时土楔处于主动应力状态。

(2)墙后土体为均质松散颗粒,粒间仅有摩阻力而无黏结力存在。挡土墙和土楔都是无压缩或拉伸变形的刚体。

(3)土楔刚形成时,土楔在自重与墙背反力,及破裂面反力的作用下保持静力平衡,故土体处于极限平衡状态。

库仑主动土压力计算

根据静力平衡原理,作用于挡土墙墙背的最大主动土压力:

式中:Ea—每米墙长的主动土压力(kN);

γ—墙后填土的重度(kN/m3);

H—挡土墙的高度(m);

Ka—主动土压力系数,其大小取决于边界条件。

土压力的水平分力和垂直分力按下式计算:

式中:Ex、Ey—分别为土压力的水平分力和垂直分力(kN);

a—墙背倾斜角,俯斜墙背为正,仰斜墙背为负;

δ—墙背与填土间的摩擦角,即外摩擦角。

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THE END
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