[例5] 某挡土墙的墙背垂直、光滑,墙高7.0m,墙后两层填土,性质如图所示,地下水位在填土表面下3.5m处与第二层填土面齐平。填土表面作用有q=100kpa的连续均布荷载。试求作用在墙上的主动土压力ea和水压力ew的大小。
(a)计算图 (b)土压力 (c)水压力
例3计算简图
[解]:依本题所给条件,可按朗肯理论计算。
(1) 求二层土的主动土压力系数ka1和ka2
kal= =0.307
ka2= =0.333
(2)求墙背a、b、c三点的土压力强度
a点:z=0,paa=qka1=100?0.307=30.7kpa
b点:分界面以上,h1=3.5m,?1=16.5kn/m3
pab=qka1+?1 h1 ka1=30.7+16.5?3.5?0.307
=30.7+17.7=48.4kpa
分界面以下:
pab=(q+?1 h1) ka2=(100+16.5? 3.5)? 0.333=52.5kpa
c点:h2=3.5m,??2=19.25-10=9.25kn/m3
pac=(q+?1 h1+??2 h2)ka2
=(100+16.5? 3.5+9.25? 3.5)?0.333=63.3kpa
a、b、c三点土压力分布图见计算简图(b)。
(3) 求主动土压力ea:
作用于挡土墙上的总土压力,即为土压力分布面积之和,故
ea= (30.7+48.4)? 3.5+ (52.5+63.3)? 3.5=341.1kn/m
(4)求水压力ew
c点的水压力强度为:
pwc=?w h2=10?3.5=35kpa
水压力合力为:
ew= pwc h2= ?35? 3.5=61.3kn/m
水压力分布图见计算简图(c)所示。
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