施工中擋土墻在外力作用下向后移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng),擠壓填土,使土體向后位移,當(dāng)擋土墻向后達(dá)到一定位移時(shí)(一般為墻高的0.1%~0.5%),墻后土體達(dá)到極限平衡狀態(tài),此時(shí)作用在墻背上的土壓力叫被動(dòng)土壓力。
1、無(wú)粘性土的被動(dòng)土壓力
Kp——被動(dòng)土壓力系數(shù),
2、粘性土的被動(dòng)土壓力
Kp——被動(dòng)土壓力系數(shù),
靜止土壓力產(chǎn)生的于擋土墻靜止不動(dòng)時(shí),填土作用于墻背的土壓力。但主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力的產(chǎn)生原因,是工程界至今尚未能完全解決的問(wèn)題。(被動(dòng)土壓力的典例:拱橋)一般認(rèn)為,極限土壓力的發(fā)生條件與墻體位移、墻體結(jié)構(gòu)形式、地基條件、填土種類(lèi)、填土密實(shí)度等因素有關(guān)。
(詳見(jiàn)DL5077《水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》條文說(shuō)明11.1。)
地基施工中,樁基(地基處理)施工后,應(yīng)有一定的休止期,擠土?xí)r砂土、粘性土、飽和軟土分別不少于14d,21d,28d,以保證樁身強(qiáng)度和周邊土體的超孔隙水壓力的消散和被擾動(dòng)土體強(qiáng)度的恢復(fù)。被動(dòng)土壓力在最大到恢復(fù)成穩(wěn)定體系之間的時(shí)間里動(dòng)作時(shí)間越久,動(dòng)作幅度越?。‘?dāng)在"0"動(dòng)作下,理論上認(rèn)為被動(dòng)土系穩(wěn)定。
土壓力分為靜止土壓力,主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力.主動(dòng)土壓力最小,被動(dòng)土壓力最大. 當(dāng)擋土墻靜止不動(dòng),墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)時(shí),土對(duì)墻的壓力稱(chēng)為靜止土壓力. 當(dāng)擋土墻受墻后填土作用離開(kāi)土體方向偏移至土體...
如何區(qū)別主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力?
主動(dòng)土壓力與被動(dòng)土壓力區(qū)別如下:1、主動(dòng)土壓力是土推墻,土體對(duì)墻施加壓力。被動(dòng)土壓力是墻推土,墻對(duì)土體施加壓力。2、主動(dòng)土壓力<被動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力:當(dāng)擋墻遠(yuǎn)離土體運(yùn)動(dòng)時(shí),土體有下滑的趨勢(shì)。當(dāng)擋...
鑒于水利水電工程中很少遇到擋土建筑物向填土方向位移的情形,且被動(dòng)土壓力一般對(duì)建筑物有利,加之不易準(zhǔn)確計(jì)算,因此,水工建筑物設(shè)計(jì)一般不予考慮,而將它作為安全儲(chǔ)備。
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主動(dòng)土壓力 擋土墻向前移離填土, 隨著墻的位移量的逐漸增大, 土體作用于墻上的土壓力逐漸減小, 當(dāng)墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)并出現(xiàn)滑動(dòng)面時(shí), 這時(shí)作用于墻上的土壓力減至最小, 稱(chēng) 為主動(dòng)土壓力 Pa。 被動(dòng)土壓力 擋土墻在外力作用下移向填土,隨著墻位移量的逐漸增大,土體作用于墻上的土壓力 逐漸增大, 當(dāng)墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)并出現(xiàn)滑動(dòng)面時(shí), 這時(shí)作用于墻上的土壓力增 至最大,稱(chēng)為被動(dòng)土壓力 Pp。上述三種土壓力的移動(dòng)情況和它們?cè)谙嗤瑮l件下的數(shù)值比較, 可用圖 6-2 來(lái)表示。由圖可知 Pp>Po>Pa。 朗肯基本理論 朗肯土壓力理論是英國(guó)學(xué)者朗肯( Rankin)1857 年根據(jù)均質(zhì)的半無(wú)限土體的應(yīng)力狀態(tài) 和土處于極限平衡狀態(tài)的應(yīng)力條件提出的。在其理論推導(dǎo)中 , 首先作出以下基本假定。 (1) 擋土墻是剛性的墻背垂直; (2) 擋土墻的墻后填土表面水平; (3) 擋土墻的墻背光滑,
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三向應(yīng)力作用下的Rankine被動(dòng)土壓力公式——基于Mohr-Coulomb理論推導(dǎo)的Rankine被動(dòng)土壓力計(jì)算公式,只考慮大小主應(yīng)力的影響,沒(méi)有考慮中問(wèn)主 應(yīng)力的影響,而三向應(yīng)力作用的雙剪強(qiáng)度理論克服了Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則的不足,使被動(dòng)土壓力公式在三向 應(yīng)力作用下推...
被動(dòng)土壓力系數(shù)(kp)是計(jì)算被動(dòng)土壓力強(qiáng)度和總土壓力的必備參數(shù),其數(shù)值的大小和正確性是基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的成敗和是否經(jīng)濟(jì)可靠的重要因素。
用朗金理論或庫(kù)侖理論計(jì)算被動(dòng)土壓力公式中的系數(shù)Kp。 它是墻后填土的內(nèi)摩擦角φ、墻背傾角α、地面坡角β以及墻背與填土間的摩擦角δ的函數(shù)。
用等值內(nèi)摩擦角(φD)等代粘性土的c和φ值,即等值內(nèi)摩擦角法。
式中:hi計(jì)算土層厚度(m);γ土體重度(KN/m3)。
利用上式求出φD,再利用庫(kù)侖、朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù)公式計(jì)算kp,即所謂同時(shí)考慮c、φ值法。
從目前教材、文章、專(zhuān)著和巖土工程實(shí)錄中常用的是朗肯土壓力法和庫(kù)倫土壓力法,很少見(jiàn)到等效內(nèi)摩擦角法計(jì)算kp的方法,應(yīng)該說(shuō)以上三種計(jì)算被動(dòng)土壓力系數(shù)的方法都是針對(duì)粘性土的抗剪強(qiáng)度特征進(jìn)行了全面的探討??梢?jiàn)正確求算粘性土的被動(dòng)土壓力系數(shù)是人們更多關(guān)注的問(wèn)題,也說(shuō)明求算粘性土被動(dòng)土壓力系數(shù)的難度和重要性。
由W. J. M. 朗肯于1857年根據(jù)土的極限平衡理論提出的經(jīng)典土壓力理論。該理論假設(shè),當(dāng)彈性半無(wú)限體由于在水平方向伸長(zhǎng)或壓縮并達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí),設(shè)想用一垂直光滑的擋土墻面代替彈性半無(wú)限體一側(cè)的土體而不改變?cè)瓉?lái)的應(yīng)力狀態(tài), 根據(jù)土的極限平衡理論,得出無(wú)粘性土的主動(dòng)和被動(dòng)土壓力強(qiáng)度分別為:
σa=γzKa
σp=γzKp
主動(dòng)和被動(dòng)土壓力分別為:
Ea=1/2γH2Ka
Ep=1/2γH2Kp
上列各式中Ka=tg(45°-φ/2)為主動(dòng)土壓力系數(shù);Kp為被動(dòng)土壓力系數(shù),Kp=tg(45° φ/2),φ為土的內(nèi)摩擦角。γ為土的重度;z為計(jì)算點(diǎn)離地面的深度;H為擋土墻的高度。
朗肯土壓力理論的適用條件為: ① 擋土墻墻背垂直;②墻后填土表面水平;③擋土墻墻背光滑,沒(méi)有摩擦,因而無(wú)剪力,即墻背為主應(yīng)力。