土坡稳定与土压力理论

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1、土力学与地基基础GroundandFoundation教师:张丹电话.:13752986209Email:rockmechanicszd@126.com1、挡土墙（挡土结构物）的概念用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定的构筑物，称作挡土墙或挡土结构物。如支撑土坡的挡土墙、堤岸挡土墙、地下室侧墙；拱桥桥台等。常见的挡土墙型式分二大类：一是刚性挡土墙如重力式、薄（悬）臂式、扶臂式，二是柔性挡土墙如锚杆式、桩板式等。5.1、概述土压力的概念，最早是设计和使用挡土墙而提出的，很多教材直接称挡土墙土压力分析。工程中常用的挡土墙各种

2、型式挡土结构重力式挡土墙悬臂式挡土墙扶臂式挡土墙刚性挡土墙重力式挡土墙多用砖石等筑成，墙高H＜5m.薄(悬)臂式挡土墙多用钢筋混凝土做成，用于H＞5m的工程。扶臂式挡土墙用于墙高H＞10m的工程，沿墙长每隔1m设置一道扶臂，抗弯。重力式挡土墙各部位的名称2、土压力概念土压力通常是指挡土墙（或挡土结构物）后的土体（填土和填土面上的荷载）对挡土墙产生的侧向压力。土压力通常用E表示。由于土压力是挡土墙或挡土结构物的主要外荷载。各种挡土墙上的土压力土压力分类：根据挡土墙受侧向压力后位移的方向、大小及背后土体所处状态，土压力可分为静止土压

3、力、主动土压力、被动土压力三种：二、土压力分类和静止土压力计算土体推墙墙推土体静止不动静止土压力（E0）：若刚性的挡土墙保持原来位置静止不动，则作用在墙上的土压力静止土压力。主动土压力（Ea）：若挡土墙在填土压力作用下，背离填土方向移动，这时作用在墙上的土压力将由静止土压力逐渐减小，当墙后土体达到极限平衡，并出现连续滑动面使土体下滑，这时土压力减至最小值，称为主动土压力。被动土压力（Ep）：若挡土墙在外力作用下，向填土方向移动，这时作用在墙上的土压力逐渐增大，一直到土体达到极限平衡，并出现连续滑动面，墙后土体向上挤出隆起，这时压

4、力增至最大值，称为被动土压力。主动土压力<静止土压力<被动土压力1、静止土压力静止土压力强度：静止土压力合力：合力作用点：距墙底h/3，方向与墙背垂直。K0指土的静止测压系数实验、经验公式、经验值获得一般砂土可取0.35~0.50，粘性土可取0.50~0.70.5.2、土压力计算例：某挡土墙高4.0m，墙背垂直光滑，墙后填土面水平，填土重度γ=18.0kN/m3，静止土压力系数k0=0.65，试计算作用在墙背的静止土压力大小及其作用点，并绘出土压力沿墙高的分布图。解：按静止土压力计算公式，墙顶处静止土压力强度为：墙底处静止土压力

5、强度为：土压力沿墙高分布图根据公式土压力合力E0的大小就是土中三角形面积的大小静止土压力E0的作用点离墙底的距离为土压力计算朗肯土压力计算库伦土压力理论朗肯土压力计算1、朗肯主动土压力（1）填土为黏性土主动土压力系数：压力为0的深度：墙背所受主动土压力：（2）填土为无黏性土墙背所受主动土压力：Ea的作用方向应垂直于墙背，作用点在距墙底1/3H处。2、朗肯被动土压力Ep的作用方向应垂直于墙背，作用点通过三角形或梯形压力分布图的中心。库伦土压力计算1、库伦主动土压力主动土压力表达式：墙背垂直、光滑，填土面水平时：(2)被动土压力特殊

6、情况下的土压力计算1、填土表面有均布荷载当墙后填土面有连续均布荷载q作用时，填土为黏性土时，主动和被动土压力强度公式分别为：无黏性土主动土压力分布图：合力：通过梯形压力分布图的形心。2、成层填土墙背上各点土压力为：上层底面的土压力，下层顶面的土压力。3、墙后填土有地下水地下水给土压力主要带来三方面的影响：①地下水位以下的填土重度减轻为浮重度；②地下水位以下的填土的抗剪强度将有不同程度的改变；③地下水对墙背产生静水压力。墙背所受到的总侧压力为土压力和水压力之和。墙底的静水压力强度为：水压力的合力大小为：例：下图所示的挡土墙，墙高8

7、m，墙背竖直光滑，墙后填土面作用有连续的均布荷载q=40kPa，试计算作用在墙背上的侧压力及其作用点。5.3挡土墙的设计5.3.1挡土墙的类型原理：依靠墙身自重来抵抗土压力引起的倾覆力矩。特点：墙体抗拉强度较低；挡土墙结构简单，施工方便，可就地取材，在工程中应用广泛。适用范围：高度小于6m，地层稳定、开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段。1、重力式挡土墙2、悬臂式式挡土墙原理：墙体的稳定主要依靠墙踵悬臂上的土重来维持，墙体内设置钢筋承受拉应力。特点：墙身截面较小。适用范围：墙高大于5m、地基土质较差、缺少石料等情况。多用于市

8、政工程及贮料仓库。3、扶臂式挡土墙原理：沿墙的纵向每隔一定距离设置一通扶壁，以增强悬臂式挡土墙中立壁的抗弯性能和减少钢筋用量。特点：节省占地空间、缩短施工工期、美化城市环境、较易施工等优点。适用范围：墙高大于10m。多用于大型土建工程。4、锚杆式挡土墙原理：依靠