土力学-第六章 土压力与土坡稳定-fanzhechao

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1、第六章土压力与土坡稳定6.1概述6.2朗肯土压力理论6.3库仑土压力理论6.4挡土墙设计6.5土坡稳定6.6地基承载力山体滑坡6.1概述峨眉山山体滑坡正在抢修中国重庆市武隆县发生山体滑坡性地质灾害的现场。此次滑坡产生土石方二万余立方米，由于山体中发生风化，加上大量雨水浸泡，诱发了山体一侧突然发生滑坡灾害。延安宝塔面临滑坡威胁挡土墙是防止土体坍塌的构筑物，在工程建设领域得到广泛应用。一、挡土墙在土木工程中，遇到在土坡上、下修筑建筑物时，为了防止土坡发生滑坡和坍塌，需用各种类型的挡土结构物加以支挡，挡土墙是最常用的结构物。土体作用在

2、挡土墙上的压力称为土压力。土压力计算是挡土墙设计的重要依据。挡土墙的作用挡土墙类型按结构形式重力式悬臂式扶壁式锚拉式（锚碇式）土压力通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力。E填土面码头桥台E隧道侧墙E建成后的坡间挡土墙垮塌的护坡挡土墙失稳的立交桥加筋土挡土墙加固后加筋土挡土墙静止压力被动土压力主动土压力土压力二、土压力类型主动土压力Activeearthpressure被动土压力Passiveearthpressure静止土压力EarthpressureatrestTypesofearthpressure?1

3、.静止土压力挡土墙在压力作用下不发生任何变形和位移，墙后填土处于弹性平衡状态时，作用在挡土墙背的土压力Eo2.主动土压力在土压力作用下，挡土墙离开土体向前位移至一定数值，墙后土体达到主动极限平衡状态时，作用在墙背的土压力滑裂面Ea3.被动土压力Ep滑裂面在外力作用下，挡土墙推挤土体向后位移至一定数值，墙后土体达到被动极限平衡状态时，作用在墙上的土压力墙体位移与土压力类型三种土压力之间的关系-△+△+△-△Eo△a△pEaEoEp对同一挡土墙，在填土的物理力学性质相同的条件下有以下规律：1.Ea＜Eo＜＜Ep2.△p＞＞△a影响土

4、压力的因素1.挡土墙的位移（位移的方向和大小）2.挡土墙的形状（墙背的竖直、倾斜）3.填土的性质（重度、含水率、内摩擦角、粘聚力）三、土压力计算挡土墙计算均属平面应变问题，故在土压力计算中，均取一延米的墙长度，单位取kN/m，而土压力强度则取kPa。土压力的计算理论主要有古典的朗肯（Rankine,1857）理论和库伦（Coulomb,1773）理论。计算方法1.静止土压力的计算2.郎肯土压力理论、库仑土压力理论（主动土压力、被动土压力）静止土压力的计算静止土压力系数K01.经验值：砂土0.34~0.45粘性土0.5~0.72.

5、半经验公式：3.日本规范，不分土的种类，K0=0.56.2朗肯土压力理论6.2.1朗肯土压力简介土的极限平衡条件半空间的应力状态土压力的计算方法朗肯土压力理论的假设：1.挡土墙背面竖直、光滑2.墙后填土面水平3.墙背与填土间无摩擦力0zK0z弹性平衡状态时的莫尔圆自重应力竖直截面上的法向应力6.2.2朗肯土压力类型1.土体在水平方向伸展单元体在水平截面上的法向应力z不变，而竖直截面上的法向应力x却逐渐减小，直至满足极限平衡条件（称为主动朗肯状态）。0zK0za主动朗肯状态时的莫尔圆2.土体在水平方向压缩单元体在水平

6、截面上的法向应力z不变而竖直截面上的法向应力x却逐渐增大，直至满足极限平衡条件（称为被动朗肯状态）。0zK0zp被动朗肯状态时的莫尔圆0zK0zap三种状态时的莫尔圆1.无粘性土一、土体的极限平衡状态6.2.3朗肯土压力计算2.粘性土1.无粘性土主动土压力二、主动土压力2.粘性土主动土压力临界深度例题有一高7m的挡土墙，墙背光滑直立，填土表面水平，填土的物理力学性质指标：c=12kPa，ψ=20°，γ=18kN/m3,试求主动土压力及其作用点位置，并绘出主动土压力分布图。三、被动土压力1.无粘性土被动土压力2.

7、粘性土被动土压力例题6.2有一重力式挡土墙高5m，墙背垂直光滑，墙后填土水平，填土的性质指标：c=10kPa，ψ=40°，γ=18kN/m3，试求作用于墙上的主动及被动土压力的大小和分布。6.2.3几种情况下朗肯土压力计算当挡土墙后填土面有无限均布荷载作用时，土压力的计算方法是将均布荷载换算成当量的土重。1、当填土面有均布荷载时的土压力计算Ea梯形的形心填土面有均布荷载的土压力计算对于第一层填土对于第二层填土2、成层填土时的土压力计算注意，由于各层土的性质不同，土压力系数值也不同。3、墙后填土有地下水时的土压力计算当墙后填土有地

8、下水时，作用在墙背上的侧压力有土压力和水压力两部分，地下水位以下土的重度应取浮重度，总侧压力为土压力和水压力之和。Ea=1/2h12Ka+h1h2Ka+1/2h22Ka(总的主动土压力，砂土）作用在墙背面的水压力为:Pw=1/2wh22例题6-3：挡土墙