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土压力【土压力】土压力 (earth pressure ):建筑学术语,指土体作用在建筑物或构筑物上的力,促使建筑物或构筑物移动的土体推力称主动土压力;阻止建筑物或构筑物移动的土体对抗力称被动土压力 。
基本介绍中文名:土压力
外文名: earth pressure
学科分类:土木工程
套用领域:地基与基础
构成:主动土压力;被动土压力;静压力
定义
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土压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、铁路工程以及桥樑中得到广泛套用,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複杂的问题 。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)拱桥桥台土压力分类
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土压力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 。土压力大小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静止压力挡土墙完全没有侧向位移、偏转和自身弯曲变形时,作用在其上的土压力即为静止土压力,此时墙后土体处于侧限应力状态(弹性平衡状态),与土的自重应力状态相同 。半无限土体中z深度处一点的应力状态,巳知其水于面和竖直面都是主应力面 。作用于该土单元上的竖直向主应力就是自重应力σv=γz,则水平向自重应力(静止土压力强度): σ0 = σh =k0γz
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图1 静止土压力分布式中——k0土的侧压力係数或静止土压力係数,对于正常固结粘性土,可近似按k0≈1-sin j’(Jaky,1944),(j’为土的有效内摩擦角) 。γ ——墙后填土重度 。静止土压力强度分布沿墙高呈三角形分布 。若墙高为H,则作用于单位长度墙上的总静止土压力Eo为 :Eo的作用点应在墙高的1/3处 。库伦压力计算理论库伦土压力理论是根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔体时,从楔体的静力平衡条件得出的土压力计算理论 。基本假设 :① 墙后的填土是理想的散粒体(粘聚力c=0);② 墙背倾斜、粗糙、墙后填土面倾斜;③ 滑动破坏面为一平面(墙背AB和土体内滑动面BC);④ 刚体滑动 。不考虑滑动楔体内部的应力和变形条件;⑤ 楔体ABC整体处于极限平衡状态 。在AB和BC滑动面上,抗剪强度均巳充分发挥 。即剪应力