感觉《岩土工程概念刷新贴》这个题目逼格有点高,跟文字风格不太相符,从今天也就是2016年12月27日起改成 《老张说岩土》,给各位阅读与搜索带来的不便表示深深的歉意。
2016年12月27日,大家一起刷新岩土工程的基本概念!暂时的目标是每天刷新一个基本概念,针对一个概念深入剖析、理解。期待着大家抛去完美主义,放下自我保护,畅所欲言,专注成长,共同的进步。特别声明,本人水平有限并不是来给大家上课,仅仅是想起到一个剖砖引玉的作用,更确切地说是求拍砖,所以如果文字中有说的不对的地方期待着各位的指正也希望不会惊吓到大家!
DAY19
土压力
昨天,库伦土压力理论开了个头,今天继续。针对朗肯土压力理论对于填土面以及挡墙面竖直、光滑的要求,我们又提出了库伦土压力理论没有这几条限制。库伦土压力求极限状态(主动、被动状态)的土压力时将墙后土体看做是一个楔形体,这个楔形体受到挡墙和土体破裂面另外一侧土体的支撑所以保持静止,由此我们根据静力平衡方程就可以得到墙给土的作用力同时也就得到了土给墙的压力。此时,我们已经产生了假设:土体看做一个楔形体,实际上是标准楔形体的可能性极低,这就是我们一厢情愿假设的破裂面为一个平直的面。另外,在我们计算楔形体的体积的时候是不考虑从开始到极限状态的过程中产生的变形的(类似于材料力学和结构力学中的小变形假设,产生的变形足够小不考虑啦!同时也要注意如果实际楔形体变形很大的话,库伦土压力理论也就不适用了!)。为了计算简便,我们同时假设整个滑动面上的土体均充分发挥了抗剪强度,实际情况未必的,比如有的地方架空了连力的作用都没有更别说达到抗剪强度了、有的地方卡住了产生了压缩变形而没有剪开。
库伦公式的推导中,列平衡方程还是比较简单的,土体自重,挡墙给的力,滑裂面另外一侧的土体给的力,三个力可以列一个平衡方程,挡墙接触面和滑裂面的强度指标是已知值从而可以得到土压力与挡墙接触面法线的夹角和另一侧土体给的力与滑裂面法线的夹角,挡墙接触面的长度也是确定的(坦墙是一个特例不包括在这次讲的范围),唯一不确定的就是滑裂面的长度,而这个长度又可以根据滑裂面的角度求出来,所以未知数就有土压力和滑裂面的角度。而在主动土压力状态下,之所以产生滑裂面就是因为土体给的抗力不够了所以裂了,裂的话一定是从所给抗力最小的地方裂,而主动状态下是挡墙背离土体,所以可以知道滑裂面产生时应该是土压力最大的时候(因为主动情况下挡土墙的远离类似于在逐渐撤去给予楔形体的力量,两者分担楔形体的重力,当滑裂面另外一侧的土体给予的是最小的时候挡墙给的就是最大的)。在被动土压力状态下,挡墙不断推挤土体直到把它挤裂了,这样是楔形体重力和滑裂面的抗力共同抵抗土压力,而滑裂时土体所能给予的仍然是最小的那个力,这样可以知道此时的被动土压力是所有可能滑面中最小的。综上所述,通过求土压力的极值能求出滑裂面的角度。从而就可以求土压力了。
今天暂时到这,明天继续土压力!
期待各位的回复!