岩土压力与岩土坡稳定岩土力学与工程应

《岩土压力与岩土坡稳定岩土力学与工程应》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、岩土压力与岩土坡稳定设计挡土墙，首先应根据地质资料因地制宜地选择挡土墙的材料、结构型式，以及填土的材料，然后再确定作用在挡墙墙背上的土压力的性质、大小、方向和分布。土压力的计算十分复杂，它涉及填料、挡墙以及地基三者之间的相互作用，它不仅与挡墙的高度，墙背的形状、倾斜度、粗糙度以及填料的物理力学性质、填土面的坡度及荷载情况有关，而且还与挡墙的位移大小和方向、支撑的位置以及填土的施工方法等有关。目前计算土压力的理论大多还是沿用古典的朗金（Rankine,1857）理论和库仑（Coulomb,1773）理论。尽管这些理论都是基于各种不同的假定

2、和简化，具有各自的适用条件，然而一个多世纪以来大量的挡墙模型试验，原位观测以及理论研究均表明：这两个古典理论仍为计算挡土墙土压力行之有效的实用计算方法。随着现代计算技术的提高，楔体试算法、“广义库仑理论”以及应用塑性理论的土压力解答等均得到了迅速发展，尤其是加筋土挡墙设计理论日臻完善。不论哪种挡土墙，墙背都受到填土作用的土压力。土压力的计算是以土体极限平衡理论为依据的。设计挡土墙的一个关键问题是确定作用在墙背上的土压力的性质、大小、方向和作用点。要求所设计的挡土墙不发生滑动（包括深层滑动和表面滑动），不发生倾覆，不产生过大沉降并且节省工

3、程量、材料和投资。在建筑物基坑开挖和天然土坡附近修建工程时，必须研究土坡的稳定性，以保证施工人员和建筑物的安全。土坡稳定分析也是以土体的抗剪强度和极限平衡理论为计算的基本依据。1概述1.1挡土墙的用途与类型1、挡土墙的用途1概述1.1挡土墙的用途与类型2、挡土墙的类型⑴挡土墙按结构型式分类①重力式；1概述1.1挡土墙的用途与类型2、挡土墙的类型⑴挡土墙按结构型式分类②悬臂式；③扶壁式；1概述1.1挡土墙的用途与类型2、挡土墙的类型⑴挡土墙按结构型式分类④锚杆式；1概述1.1挡土墙的用途与类型2、挡土墙的类型⑴挡土墙按结构型式分类⑤加筋土

4、挡土墙1概述1.1挡土墙的用途与类型2、挡土墙的类型⑴挡土墙按结构型式分类⑥其它型式的挡土墙1概述1.2土压力的种类1、土压力实验在实验室里通过挡土墙的模型试验，可以量测挡土墙不同位移方向，产生3种不同的土压力。2、土压力种类⑴静止土压力如图5.3(a)所示。⑵主动土压力当挡土墙在墙后土体的推力作用下，向前移动，墙后土体随之向前移动。土体下方阻止移动的强度发挥，使作用在墙背上的土压力减小。当墙向前位移达到－Δ值时，土体中产生AB滑裂面，同时在此滑裂面上产生抗剪强度全部发挥，此时墙后土体达到主动极限平衡状态，墙背上作用的土压力减至最小。因

5、土体主动推墙，称之为主动土压力，以Pa表示，如图5.3(b)所示。由试验研究可知：产生Pa墙体向前位移－Δ的大小对于墙后填土为密砂时，－Δ＝0.5%H；墙后填土为密实粘性土时，－Δ＝（1～2）%H，即产生主动土压力。1概述1.2土压力的种类2、土压力种类⑶被动土压力若挡土墙在巨大的外力作用下，向后移动推向填土，则填土受墙的挤压，使作用在墙背上的土压力增大。当挡土墙向填土方向的位移量达到＋Δ时，墙后土体即将被挤出产生滑裂面AC，在此滑裂面上的抗剪强度全部发挥，墙后土体达到被动极限平衡状态，墙背上作用的土压力增至最大。因是土体被动地被墙推移

6、，称之为被动土压力，以Pp表示，如图5.3(c)所示。由试验研究可知：产生Pp墙体向前位移+Δ的大小对于墙后填土为密砂时，+Δ＝5%H；墙后填土为密实粘性土时，+Δ＝0.1H（H为挡土墙高度），才会产生被动土压力。通常此位移值很大，例如，挡土墙高H＝10m，填土为粉质粘土，则位移+Δ＝1.0m才能产生被动土压力，这1.0m的位移时往往为工程结构所不允许。因此，一般情况下，只能利用被动土压力的一部分。1概述1.3影响土压力的因素1、挡土墙的移位挡土墙的位移（或转动）方向和位移大小，是影响土压力大小的最主要因素。2、挡土墙形状挡土墙剖面形状

7、，包括墙背为竖直或是倾斜、墙背为光滑或粗糙，都关系采用何种土压力计算理论公式和计算结果。3、填土的性质挡土墙后填土的性质包括：填土松密程度即重度γ、干湿程度即含水量w、土的强度指标内摩擦角ф和粘聚力c的大小，以及填土表面的形状（水平、上斜、下斜）等，也都影响土压力的大小。4、挡土墙的建筑材料如挡土墙的材料采用素混凝土和钢筋混凝土，可认为墙的表面光滑，不计入摩擦力；若为砌石挡土墙，就必须计入摩擦力，因而土压力的大小和方向都不相同。2静止土压力计算2.1产生条件挡土墙静止不动，位移Δ＝0，转角为零。在挡土墙后水平填土表面以下，任意深度Z处取

8、一微元体。作用在此微元体上的竖向力为土的自重压力γZ，该处的水平向作用力即为静止土压力，按以下方法计算。1、静止土压力计算公式P0＝K0γZ（5.1）静止土压力系数K0，即土的侧压力系数.确定方法：⑴经验值