挡土墙上的土压力有哪几种,分别叙述其定义

不计其数的意思2023-04-25  149

土压力可分为静止土压力、主动土压力、被动土压力三种,具体如下:

1、静止土压力:静止土压力是指挡土墙不发生任何方向的位移,墙后土体施于墙背上的土压力。当挡土墙静止不动,土体处于弹性平衡状态时,土对墙的压力为静止土压力E0 。

2、主动土压力:当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时,作用在墙上的土压力称为主动土压力,一般用Ea表示。

3、被动土压力:施工中挡土墙在外力作用下向后移动或转动,挤压填土使土体向后位移,当挡土墙向后达到一定位移时(一般为墙高的01%~05%),墙后土体达到极限平衡状态,此时作用在墙背上的土压力叫被动土压力,用Ep表示。

扩展资料:

土压力的影响因素

库仑和兰金理论虽已得到广泛应用,但土压力实际上受许多因素的影响,很难精确计算。如挡土结构物的柔度和施工程序就能影响土压力的分布,柔性挡土墙上的土压力往往不呈三角形分布,而是随挡土墙的柔性情况呈各种曲线分布,其土压力总值也与按库仑或兰金理论计算出的有所差别。

施工过程中填土的密实度以及完工后的沉陷,能增大土压力,尤其是粘性土的流变作用会导致土压力随时间而增大。至于车辆的动力、温度和湿度变化对土压力的影响将更为复杂。工程中常采用在库仑理论基础上加大安全系数的办法来预防可能出现的各种不利的后果。

参考资料来源:百度百科-土压力

参考资料来源:百度百科-静止土压力

参考资料来源:百度百科-主动土压力

参考资料来源:百度百科-被动土压力

我们以一座挡土墙为例引入这个概念,为了方便说明,先约定:

(1)墙与土接触的这一面称为迎土面,也就是我们通常说的“墙背”;

(2)墙与土不发生接触的那面,称为背土面。

(3)无论主动、被动土压力,指的都是迎土面受到的压力;

(4)下文所提到的平衡状态,都以土体发生破坏为判断的标志。

主动土压力

在墙体不稳的情况下,墙 被 土 推动而发生位移(墙体朝着远离土体的方向移动或绕墙根旋转),

移动过程中,土受到墙的约束越来越弱,此时,土体为了阻止自身的进一步下滑,其内部剪应力增加,用来维护自身的稳定状态,直到土体自身不再下滑;

最后,墙体移动到一定位置,这个位置上,土体维持自身平衡的内力已达到最大(墙再移动土就不能自己维稳了),这个平衡的状态,称为(主动)极限平衡状态,在这一状态下,容易想到,墙体受到土体的作用力是最小的。

因此,在达到上述平衡状态的时候,墙体迎土面受到土的压力,称为“主动土压力”

被动土压力

与上述情况刚好相反,当墙体背土面受到外力作用,使得墙体迎着土体发生移动,对土造成挤压,此时,土体依然要维持自身的稳定,因此内力也会增加,抵抗变形的发生,直到一个阶段,土内力的极限值依然无法阻止变形时,土体发生破坏,在这个要坏还没坏的临界状态时,就是所谓的(被动)极限平衡状态。

在这个平衡状态下,墙体迎土面所受到土的压力,称为被动土压力

简而言之:

墙 被 土 推走,最终平衡,叫主动土压力;

土 被 墙 挤压,最终平衡,叫被动土压力;

所谓的主动与被动,其实都是针对土而言的。

概念放在盾构法

有了前面的介绍,我们可以认为,盾构刀盘就是一面墙,掌子面就是墙的迎土面,盾构油缸(千斤顶)对盾构的推动作用,就可以认为是挡土墙迎着土体挤压的外力。

土压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。

挡土墙是防止土体坍塌的构筑物,在房屋建筑、水利工程、铁路工程以及桥梁中得到广泛应用,由于土压力是挡土墙的主要外荷载。因此,设计挡土墙时首先要确定土压力的性质、大小、方向和作用点。

土压力的计算是个比较复杂的问题。它随挡土墙可能位移的方向分为主动土压力、被动土压力和静止土压力。土压力的大小还与墙后填土的性质、墙背倾斜方向等因素有关。

挡土墙的类型 、

(a)支撑土坡的挡土墙 (b)堤岸挡土墙 (c)地下室侧墙 (d)拱桥桥台

挡土墙土压力的大小及其分布规律受到墙体可能的移动方向、墙后填土的种类、填土面的形式、墙的截面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土体所处的应力状态,土压力可分为以下三种:

(1)静止土压力:当挡土墙静止不动,土体处于弹性平衡状态时,土对墙的压力称为静止土压力E0 。

(2)主动土压力:当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时,作用在墙上的土压力称为主动土压力,一般用Ea表示。

(3)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,用Ep表示。 土压力的计算理论主要有古典的朗肯(Rankine,1857)理论和库伦(CoMlomb,1773)理论。挡土墙模型实验、原型观测和理论研究表明:在相同条件下,主动土压力小于静止土压力,而静止土压力又小于被动土压力,亦即 Ea < Eo < Ep

土压力可分为以下三种类型。1、静止土压力:在土压力的侧向作用下,挡土墙并不向任何方向运动,土体处于弹性极限平衡状态,此时的土压力称为静止土压力,用Eo表示。

2、主动土压力:在土压力的侧向作用下,挡土墙向背离土体的方向运动,土压力大小将随着位移的增大而减小,当位移达某一数值时,土体达到主动极限平衡状态,此时的土压力称为主动土压力,用En表示。

3、被动土压力:在外力的作用下,挡土墙向土体的方向推挤土体,土压力大小将随着位移的增大而增大,当位移达某一数值时,土体达到被动极限平衡状态,此时的土压力称为被动土压力,用Eo表示。

土压力作用在挡墙上并不是一成不变的,当挡墙向外移动时,土压力随之减小,就好像对面一拳打过来,我顺着拳头往后躲,就能卸掉一部分力道。随着挡墙向外的位移增加,土压力不可能一直减小下去(不然还要挡墙干什么),土压力减小到某个值的时候,土体哗啦垮掉,这时候的土压力称为主动土压力。可以理解为土体主动推挡墙,挡墙一直在让着他,最后破坏也是土自身的性质引起的。

理解了主动土压力,被动土压力就容易理解多了,在挡墙外面施加一个力,让他使劲往土身上挤,挡墙向内的位移增加,与之对应的,土体给挡墙施加的土压力就越来越大,土压力增加到某个值的时候,土体“嘣”的一声破坏掉,这时候的土压力称为被动土压力。这次土体是被迫受力顽强抵抗,这时候产生的被动土压力远远大于主动土压力。

既然主动土压力和被动土压力都上场了,那么静止土压力就呼之欲出了。挡墙向外移动,会到达主动土压力;挡墙向内移动,会到达被动土压力,那么挡墙一动不动的时候,这时候土体给挡墙的力就是静止土压力。

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