什么是静止土压力,主动土压力和被动土压力

除雪2023-04-27  45

静止土压力:挡土墙的刚度很大,在土压力作用下不产生移动或转动,墙后土体处于静止状态,此时作用在墙背上的土压力。

主动土压力:挡土墙向外(或向前移动,使墙后土体的应力状态达到主动极限平衡状态时,填土作用在墙背的土压力。

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。

注意:主动土压力和静止土压力都很好理解,被动土压力却有点难理解。因为墙自身是不会动的,所以当产生被动土压力的时候,必然是墙受到了别的力的作用,别的力首先推动了墙,墙移动之后,才会推着墙前的土,之后才会产生被动土压力。

扩展资料:

挡土墙上的土压力按照墙的位移情况可分为静止、主动和被动三种。

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;

主动土压力是指挡土墙在墙后土体作用下向前发生移动,致使墙后填土的应力达到极限平衡状态时,墙后土体施于墙背上的土压力;

被动土压力是指挡土墙在某种外力作用下向后发生移动而推挤填土,致使墙后土体的应力达到极限平衡状态时,填土施于墙背上的土压力。

设斜墙墙背倾斜角为α,其后是重度为γ的半无限土体,土体表面倾斜角为 β,在距土体表面深度 z 处紧靠墙背取三角形单元体 abc,顶面 ab 与土体表面平行,侧面 bc 为竖直面,斜截面 ac 平行于墙背。沿 ab 水平投影方向上取单位长度则ab=1。

设单元体顶面 ab 沿斜向上单位1/cosβ。长度的荷载为p,正应力为σβ及剪应力为τβ,其值分别为:

p = γzcosβ

σβ =γzcos2β

τ =γzsinβcosβ

并交圆C于点V的直线PV,则OV为竖直面的应力,因OV线(亦即下β线)与β线对称,所以 ,bc面上的应力倾斜角β0=β。过点P作与PV成墙背倾斜角α并交圆C于点U,则OU为△abc 斜截面bc(亦即墙背方向)的应力。

连接OU线成βq 线,βq线与σ轴的夹角βq即为斜截面上的应力倾斜角,也即作用于墙背上的土压力倾斜角。由上可知,点U是βq线与线PU的交点,同时又是与应力圆的C的交点。

OV、OU及βq均与应力圆的参数( 圆心位置及半径)有关,圆心Oc是任意设定的,对于准静土压力,要求圆心位置应满足墙背后土体不产生线应变的要求。

求解主动土压力时,通过与土的抗剪强度,剪切角和极限平衡条件相联系,最常用的是朗肯和库伦两个古典土压力理论。

两个土压力古典理论的基本要点和假定。

朗肯土压力理论是以半无限弹性体内的应力状态并结合极限平衡条件来推导土压力计算公式的。为此,假定墙背垂直而且光滑,墙后土体表面水平并延伸至无穷远。

任意深度Z处: Pa=γzKa-2c(Ka)^(1/2)

静止土压力产生的于挡土墙静止不动时,填土作用于墙背的土压力。但主动土压力和被动土压力的产生原因,是工程界至今尚未能完全解决的问题。一般认为,极限土压力的发生条件与墙体位移、墙体结构形式、地基条件、填土种类、填土密实度等因素有关。

参考资料:

百度百科---静止土压力

参考资料:

百度百科---主动土压力

参考资料:

百度百科---被动土压力

1、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表示简单点说,就是墙后的土体推动了挡墙,这时挡墙所受的土压力;

2、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表示简单点说,就是墙后有一个未知的力推着墙,把墙推动了,由于墙与土在紧挨着,从而把墙前的土推动了,这时墙所受的土压力;

3、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 ,简单点说,就是墙没动(土没有推动墙,墙也没有推动土),这时墙所受到的土压力

注意:主动土压力和静止土压力都很好理解,被动土压力却有点难理解因为墙自身是不会动的,所以当产生被动土压力的时候,必然是墙受到了别的力的作用,别的力首先推动了墙,墙移动之后,才会推着墙前的土,之后才会产生被动土压力

压力理论的基本假定是:

1、墙背面填土为均质的无黏性散粒体;

2、当墙体产生位移或变形后,墙背面填土中形成滑裂土体,滑裂土体被视为刚体;

3、滑动面为一个通过墙踵的平面,滑动面上的摩擦力是均匀分布的;

4、填土表面为水平或倾斜面;

5、挡土墙为一平面,也是一个滑动面,填土与墙面之间存在摩擦力,摩擦力沿墙面的分布是均匀的;

6、土压力问题是一个二维问题(平面问题),可以取单位墙长来计算。

库仑土压力理论是由库仑在1773年提出的计算土压力方法。库仑土压力理论是根据墙后土体处于极限平衡状态时的力系平衡条件,并形成一滑动体楔体时,从楔体的静态平衡条件得出的土压力计算理论。

扩展资料:

一般挡土墙的运算属于平面应变问题,均沿墙的长度取1m进行分析,如图1a所示。当墙向前移动或转动而使墙后土体沿一破坏面  破坏时,土楔ABC向下滑动而处于主动极限平衡状态。此时,作用于土楔上的力有:

1、土楔体的自重  ,  为填土的重度,只要破坏面  的位置一确定,G的大小就是已知值,其方向向下;

2、破坏面  上的反力R,其大小是未知的。反力R与破坏面 的法线  之间的夹角等于土的内摩擦角φ,并位于  的下侧;

3、墙背对土楔体的反力E,与它大小相等、方向相反的作用力就是墙背上的土压力。反力E的方向必与墙背的法线  成δ角,δ角为墙背与填土之间的摩擦角,称为外摩擦角。当土楔体下滑时,墙对土楔体的阻力是向上的,故反力E必在  的下侧。

参考资料来源:百度百科——库仑土压力理论

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