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【GEO5】被动土压力介绍(上) [复制链接]

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离线xueba007
 

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2014-07-08

摘要:主要介绍了GEO5用户手册“理论”- “土压力”章节中“被动土压力”。

  被动土压力  

  被动土压力是土压力的最大值。挡墙相对土体沿着土压力作用方向的相反方向移动,土体发生剪切破坏时产生的土压力即为被动土压力(挡墙最小需要旋转大约 10 mrad,即1m 高的墙产生 10 mm 的水平位移时,才能达到被动土压力)。大多数被动土压力计算公式中,按照假定的符号法则得到的与竖向摩擦力相关的参数δ 通常为负值,但软件中假定这些值为正值。作用在墙背上的极少出现的方向竖直向上的摩擦力分量,软件不予考虑。

  使用有效应力法时,可以选择以下理论和方法计算被动土压力。  
  Caquot –Kérisel 理论
  Müller-Breslau 理论
  Absi 理论
  Sokolovski 理论

软件还允许采用总应力法进行土压力计算。

一.被动土压力-Rankin 和 Mazindrani理论
1.被动土压力由下式计算:
     
  其中:  σz - 土体竖向自重应力  
      Kp - Rankin 被动土压力系数
      β - 墙后坡面坡角  
      γ - 土体的容重       
      z - 深度        
      - Mazindrani 被动土压力系数
  
2.被动土压力系数 Kp 由下式计算:
 
  其中:  β - 墙后坡面坡角  
      φ - 土体的内摩擦角  
      c - 土体的粘聚力    

3.假设土体为无粘性土 (c = 0),结构与土体间无摩擦力(δ = 0),挡墙后坡面水平(β = 0),并且破坏面为平面,破坏面与水平面的夹角为:

 

4.Mazindrani 理论就转化为 Rankin 理论。此时被动土压力系数为:
  
  其中:   φ - 土体的内摩擦角

  

5.无粘性土的 Rankin 被动土压力 σp 为:

  其中:   γ - 土体的容重 

       z - 深度  
      Kp - Rankin 被动土压力系数

  参考文献:Mazindrani, Z.H., and Ganjali, M.H. 1997. Lateral earth pressure problem of cohesive backfill with inclined surface. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE,123(2): 110–112.

二.被动土压力- Coulomb 理论
1.被动土压力由下式计算:
  其中:  σz - 土体竖向有效自重应力  
      Kp - Coulomb 被动土压力系数 
      c - 土体的粘聚力

2.被动土压力系数 Kp 由下式计算:
  
  其中:  φ - 土体的内摩擦角   
      δ - 结构与土体间的摩擦角    
      β - 墙后坡面坡角     
      α - 墙背与竖直线的夹角

3.被动土压力竖直分量 σpv 和水平分量 σph 分别为:
  
  其中:  δ - 结构与土体间的摩擦角 
      α - 墙背与竖直线的夹角

  参考文献:Arnold Verruijt: Soil mechanics, Delft University of Technology, 2001, 2006,

三.动土压力-Caquot-kerisel 理论

1.被动土压力由下式计算:
 
  其中:  K- 当 δ = -φ 时的被动土压力系数,
       
      ψ - 当 |δ| < φ 时的折减系数 ψ,
      c - 土体的粘聚力   
      σ- 土体的竖向自重应力

2.被动土压力竖直分量 σpv 和水平分量 σph 分别为:
  
  其中:  δ - 结构和土体间的摩擦角 
       α - 墙背与竖直线的夹角

四.被动土压力折减系数
当 |δ| < φ 时的折减系数 ψ

    

  由于篇幅过长所以分为上下两部分和大家分享,请继续关注【GEO5主动土压力介绍(下)。
  了解更多详情可以登入GEO5官网(www.geo5.cn)下载GEO5岩土设计手册,或关注公众微信号:GEO5岩土设计,也可以扫屏幕下方二维码了解更多。

  

离线taozhng

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只看该作者 1楼 发表于: 2014-07-09
被动土压力是挡土墙设计当中的重要概念,值得好好学习!
离线亦然kate

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只看该作者 2楼 发表于: 2014-07-10
正好在找这类资料 谢谢分享
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