工程结构课件-侧压力.pptVIP

六、涵洞上的土压力 涵洞及其他地下管道上的土压力，因埋设方式不同而采用不同的计算方法。埋设方式有沟埋式和上埋式两种，如图5.21所示。 1. 沟埋式涵洞上的土压力 沟埋式是在天然地基或老填土中挖沟，将涵洞放在沟底，在其上填土。设开挖一条宽度为2B的沟，如图5.22所示，填土表面有均布荷载。由于填土压缩下沉与沟壁发生摩擦，一部分填土和荷载的重力将传至两侧的沟壁上，使填土及荷载的重量减轻，这种现象称为填土中的拱作用。 图5.21 涵管埋设的方法 图5.22 埋设式涵洞上的土压力 土的侧压力 涵洞顶上的竖向压力为： (5-30) 作用在涵洞顶上的总压力为： (5-31) 但填土经过长时间的压缩后，沟壁摩擦作用将消失，涵顶上所受到的由土重力引起的总压力将增大为： (5-32) 作用在涵洞测壁的水平方向压力与竖直方向压力成正比，为： (5-33) 式中 ， K——土压力系数，一般采用静止土压力系数； ——沟中填土的容重； c，? ——填土与沟壁之间的粘聚力和内摩擦角。 土的侧压力 2. 上埋式涵洞上的土压力 将涵洞放在天然地基上再填土，由于涵洞顶上的填土与两侧土之间的沉降不同，对涵洞上的填土受到向下的剪切力，因此，作用在涵洞上的土压力为土重与该剪切力之和。计算公式为： (5-34) 作用在涵洞顶上的总压力为： (5-35) 作用在涵洞壁的水平方向压力与竖直方向压力成正比，为： (5-36) 土的侧压力 图5.23 上埋式涵洞上的土压力 式(5-34)和式(5-36)适用于涵洞顶上填土厚度小的情况。若填土厚度较大，在上层某一深度内涵洞顶上的填土与周围的填土相对沉降很小(可以忽略不计)，该深度处成为等沉降面。在等沉降面以下的填土才有相对沉降，发生剪切力。设发生相对沉降的土层厚度为H，如图5.23所示，则作用在涵洞上的竖直方向压力与水平方向压力分别为： (5-37) (5-38) 可按下式计算： (5-39) 式中，?γsd——实验系数，称为沉降比，一般的土取0.75，压缩性大的土取0.5； ? ? ——突出比，等于放涵洞的地面至洞顶的距离 除以涵洞的外径D； 其余符号同前。 土的侧压力 【例5.3】 已知某挡土墙高H=6m，墙背竖直光滑，填土面水平且有均布荷载q=10kN/m2，墙后填土重度γ=1.8kN/m3，内摩擦角φ=30°，粘聚力 c=0，试求挡土墙的主动土压力 Ea，并绘出土压力分布图。 解：(1) 当量土层厚度计算。 将地面均布荷载换算成填土的当量土层厚度 h=10/18=0.556m。 (2) 土压力强度计算。 填土面处的土压力强度 墙底处的土压力强度 =(10+18×6) tan2(45°-30°/2 )=39.33kPa (3) 主动土压力计算。 总主动土压力 Ea= =(3.33+39.33) =127.98kN (4) 土压力作用点位置。 土压力作用点位置 土压力分布如图5.24所示。 土的侧压力 【例5.4】 已知某挡土墙高H=6m，墙背竖直光滑，填土面水平，共分两层。各层土的物理力学指标如图5.25所示，试求主动土压力Ea，并给出土压力的分布图。 解：(1)第一层填土的土压力强度。 (2) 第二层填土的土压力强度。 (3) 主动土压力Ea。 Ea = 12.02×2.5/2 +(7.90+41.16) × =100.88kN/m 主动土压力分布如图5.25所示。 土的侧压力 土的侧压力 图5.24 土压力分布图 图5.25 主动土压力分布图 静水压力及流水压力 一、静水压力 静水压力是指静止液体对其接触面产生的压力，在建造水闸、堤坝、桥墩、围堰和码头等工程时，必须考虑水在结构物表面产生的静水压力。 静水压强具有两个特征：一是静水压强指向作用面内部并垂直于作用面；二是静止液体中任一点处各方向的静水压强