词条 | 库伦土压力理论 |
释义 | 基本原理 库伦于1776年根据研究挡土墙墙后滑动土楔体的静力平衡条件,提出了计算土压力的理论。他假定挡土墙是刚性的,墙后填土是无粘性土。当墙背移离或移向填土,墙后土体达到极限平衡状态时,填后填土是以一个三角形滑动土楔体的形式,沿墙背和填土土体中某一滑裂平面通过墙踵同时向下发生滑动。根据三角形土楔的力系平衡条件,求出挡土墙对滑动土楔的支承反力,从而解出挡土墙墙背所受的总土压力。 主动土压力的计算 已知墙背AB倾斜,与竖直线的夹角为ε,填土表面AC是一平面,与水平面的夹角为β,若墙背受土推向前移动,当墙后土体达到主动极限平衡状态时,整个土体沿着墙背AB和滑动面BC同时下滑,形成一个滑动的楔体△ABC。假设滑动面BC与水平面的夹角为α,不考虑楔体本身的压缩变形。 取土楔ABC为脱离体,作用于滑动土楔体上的力有:①是墙对土楔的反力P,其作用方向与墙背面的法线成δ角(δ角为墙与土之间的外摩擦角,称墙摩擦角);②是滑动面PC上的反力R,其方向与BC面的法线φ角(φ为土的内摩擦角);③是土楔ABC的重力W。根据静力平衡条件W、P、R三力可构成力的平衡三角形。利用正弦定理,得:P/[sin(α-φ)]=W/sin[180°-(ψ+α-φ)] 所以 P=[Wsin(α-φ)]/[sin(ψ+α-φ)] (1) 其中 ψ=90°-(δ+φ) 假定不同的α角可画出不同的滑动面,就可得出不同的P值,但是,只有产生最大的P值的滑动面才是最危险的假设滑动面,P大小相等、方向相反的力,即为作用于墙背的主动土压力,以Pa表之。 对于已确定的挡土墙和填土来说,φ、δ、ε和β均为已知,只有α角是任意假定的,当α发生变化,则W也随之变化,P与R亦随之变化。P是α的函数,按 dP/dα=0的条件,用数解法可求出P最大值时的α角,然后代入式(1)求得主动土压力 |
随便看 |
百科全书收录4421916条中文百科知识,基本涵盖了大多数领域的百科知识,是一部内容开放、自由的电子版百科全书。