分层土土压力计算

分层土层以及地下水对土压力计算的影响一、分层土的情况二、地下水的情况三、例题制作人：张Page2一、分层土的情况挡土墙结构背后为成层土时，由于各层土的重度和内摩擦角有显著的差别，必须分层计算，即用各层的γ和Φ算出每层的土压力强度p，画出压力强度图，再计算各层土的总图压力E以及其作用点。在计算任意一层土层的压力时，可以把上一层土的自重视为连续的均布荷载，按照填土面上有均布荷载q的情况进行计算。2112'hqhPage3这里要特别注意土层分界面处的计算方法,因为在分界处的φ有突变而引起的pa的突变，如图所示。土层11,22,123问题:上图中哪个表示21土层11,22,123分别求出个各个关键点的土压力强度:1:245tan10211h2:245tan20211h3:245tan)(2022211hh答案:21Page5从图中可以看出:因为Φ1Φ2,所以p1p2,这就是的在土层分界处存在两个不同的土压力强度值,并且是上大下小。当Φ1Φ2,同理,土层分界处会出现两个土压力值,大小关系为上小下大。由此可见，凡是土层分界处的土压力强度计算均应计算两次！土层11,22,123Page6二、填土中有地下水位的情况墙后填土中如果存在地下水位作用时，应该把地下水位线当做土层的分界面，按照分层图来计算，水位以上的土层采用天然重度和天然内摩擦角，水位以下的土层则视该土层的透水情况分两种情况考虑。1、透水土。这种情况应该考虑水对土的浮力作用，采用水中浮重度和水中的内摩擦角Φb（一般水下的内摩擦角要减小3°~5°）。同时要计算水对墙的静水压力，所以作用在墙背上的总压力等于土压力和静水压力之和。2、不透水土。这种情况应采用饱和重度来计算土压力，不计静水压力。总之，地下水位的存在，将使土体的含水量增加，降低土的抗剪强度，使土压力增大。因此挡土墙应该具有良好的排水措施。Page7例题：某挡土墙H=5m，墙背竖直光滑，墙后回填两种不同性质的土层，且有地下水。各土层的指标情况如图所示。试求各土层分界面处的主动图压力强度。砂土黏土(不透水)0330,/17mkN03'27,/9bmkNKpacmkNsat10,18,/20031.5m1m2.5mabdcPage8[解]：填土面水平，墙背竖直光滑，采用朗肯公式求解（１）ａ点：0,0333.0)302145(tan)2145(tan)(202aaPhK（２）ｂ点（地下水位处）：333.0,300aK＝无水土层底面KPaKhPab5.8333.05.1171)(＝上Page9水下土层顶面处，027bKPaPbb6.9376.05.117)2145(tan02)(１下ｈ＝（３）ｃ点（水下两种不同土层的分界处）：水下砂土层底面：376.0,27,/903'KmKNbKPaKhhPac13376.0)195.117()(2'1)(＝上水下黏土层的顶面的静水压力为：KPahPww101102Page10因此，水下砂土层底面的土压力强度为13+10=23KPa水下黏土层顶面528.0,10,180aKKPacKPaKcKhhPaasatc9528.0102528.0)0.1195.117(2)(21)(＝下（４）ｄ点（不透水黏土底面）：30/20,10,18mKNKPacsatKPaKacKhhhPasatsatd4.35528.0102528.0)5.2201195.117(2)(3221Page118.59.692335.413水压力应力强度图（单位:KPa）