一级结构基础之土压力计算结构工程师考试
文章作者 100test 发表时间 2009:01:16 22:12:44
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土压力计算
一、挡土结构物
在道路与桥梁工程中,挡土结构物是一种常用的结构物。例如图7—1a,所示的桥台,它就是衔接路堤与桥梁的结构物,它除了承受桥梁荷载外,还抵挡台后填土压力,图7—1b所示的桥梁引道两侧的挡土墙,能够减小引道路堤土方量,少占土地,特别在城市桥梁中用得更为广泛,山区道路防止边坡坍塌,减少边坡挖(填)方量,常常采用挡土墙,如图7—1c所示,此外,在水运、港工,房屋建筑、隧道等工程中也常采用各种形式的挡土结构物,如码头、驳岸、水闸、隧道,地下室等,见图7—1d~g所示。
任何一种挡土结构物,它都承受其后填土的水平土压力。在挡土结构物设计中,必须计算土压力的大小,确定其分布规律。本章的目的就是介绍几种目前常用的土压力理论及共计算公式。
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二、土压力的类型
土压力的大小及其分布规律是同挡土结构物的水平位移方向和大小、土的性质、挡土结构物的刚度及高度等因素有关。根据挡土结构物的水平位移方向和大小分成3种土压力:
1.静止土压力(图7—Za)。若刚性的挡土墙保持原来位置静止不动,则作用在墙上的土压力称为静止土压力。作用在每延米挡土墙上静止土压力的合力用Eo(kN/n)表示,静止土压力强度用po(kPa)表示。
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2.主动土压力(图7—2b)。若挡土墙在墙后填土压力作用下,背离着填土方向移动,迭时作用在墙上的土压力将由静止土压力逐渐减小,当墙后土体达到极限平衡,并出现连续滑动面使土体下滑,这时土压力减至最小值,称为主动土压力,用EA(kN/m)和pa(kPa)表示。
3.被动土压力(图7—Ze)。若挡土墙在外力作用下,向填土方向移动,这时作用在墙上的土压力将由静止土压力逐渐增大,一直到土体达到极限平衡,并出现连续滑动面,墙后土体向上挤出隆起,这时土压力增至最大值,称为被动土压力,用Eo(kN/m)和p0(kPa)表示。
由上述可见,三种土压力中|百考试题|被动土压力大于静止土压力,而主动土压力最小。由理论分析和实际试验指出,挡土墙后达到被动土压力时所需要的位移是远远大于主动土压力。在图7—3中给出土压力与挡土墙位移间的关系。表7—l给出各种土达到主动及被动土压力时,挡土墙墙顶的水平位移△x值(墙绕墙趾转动),表中H为挡土墙的高度。
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