《土压力与土坡稳定》PPT课件

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1、土力学与地基基础第七章土压力与土坡稳定一、概述二、土压力分类三、朗肯土压力理论四、库仑土压力理论五、GB50007－2002规范土压力计算方法六、挡土墙设计七、土坡稳定性分析1、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。一、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

2、挡土墙各种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。如何准确确定作用在挡土墙上土压力的大小、方向和作用点位置，是保证挡土墙设计和使用安全的必要条件。因此在工程中

3、，对土压力的研究和计算应用极为广泛。各种挡土墙上的土压力1、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）：指挡土墙和墙后填土没有任何位移，达到极限平衡状态时的土压力.主动土压力（Ea）：是指挡土墙在墙后填土推力（土压力）作用下，向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态（墙后土体开始下滑）时，作用在墙背上的土压力。在所有土压力中，主动土压力最小。被动土压力（Ep）：是指挡土墙在外荷载作用下向墙

4、后填土方向移动至土体达到极限平衡状态（墙后土体开始上隆）时，作用在墙背上的土压力。在所有土压力中被动土压力最大.静止土压力主动土压力被动土压力2、静止土压力计算（1）静止土压力的计算公式在挡土墙后水平填土表面下任意深度z处取一微单元体分析：作用在该单元体上的竖向应力为土的自重应力γz，其水平作用力与竖向自重应力相关，称为静止土压力，则深度z处静止土压力强度σ0为（2）总静止土压力及其分布由上述深度z处静止土压力强度计算公式可知：静止土压力强度沿墙高呈三角形分布。若取单位挡土墙长度，则作用在挡土墙上的总静止土压力E0为土压力强度分布图的面

5、积，即式中E0为作用在挡土墙上的总静止土压力大小，其作用方向为水平，作用点距墙基h/3；h为挡土墙的高度。墙背竖直时的静止土压力挡土墙例7.1（黄5.1）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朗肯土压力理论是W.J.M

6、.Rankine于1857年根据弹性半空间体内的应力状态和土体的极限平衡条件而提出的土压力计算方法。朗肯土压力理论是土力学中最重要的理论。朗肯把土体极限平衡条件引入土压力中，认为墙后填土达到一种极限平衡状态时，与墙背接触的任何一个土单元体都处在极限平衡状态，并根据莫尔－库仑破坏准则建立了土压力理论及其计算方法，是对土力学的重要贡献。三、朗肯土压力理论朗肯假定二个基本条件：（1）墙后填土面水平，土体是半无限大的土体;（2）挡土墙的墙背是竖直、光滑的。这二个假定条件有什么用呢？根据墙面光滑这个假定，就可以推断：墙背与填土之间不存在摩擦力，即

7、沿墙背方向剪应力τ=0，根据切应力互等原理，水平和竖直方向的切应力均为零，于是竖直方向和水平方向的压应力就分别为最大、最小主应力。这就是朗肯土压力理论的核心内容。假定条件：墙背光滑墙背垂直填土表面水平假设：墙后各点均处于极限平衡状态除假定条件外，朗肯土压力理论还有一个假设（一）朗肯土压力理论的概括模型：（1）填土达到极限平衡状态，意味着能够满足莫尔－库仑破坏准则，即小主应力与大主应力之间符合一种关系：或（2）主应力方向是竖直、水平方向，意味竖直方向的主应力就是土的自重应力σz=σcz=γz（3）自重应力可能是大主应力σ1，也可能是小主应

8、力σ3从（2）、（3）条件可知：在求土压力过程中，自重应力是非常重要的条件。因为主动土压力是所有土压力中最小的，所以可以认为主动土压力就是σ3又因为主动土压力的方向是水平的，所以竖直方向的自重应力就是σ1。