土压力和土坡稳定.ppt

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1、6、土压力和土坡稳定5.1挡土墙的作用与土坡的划分5.2挡土墙的土压力类型5.3朗肯土压力理论5.4库仑土压力理论5.5特殊情况下土压力计算方法5.6挡土墙设计5.7土坡稳定分析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E6.1挡土墙的作用与土坡的划分挡土墙应用举例建成后的坡间挡土墙挡土墙发生事故的例子多瑙河码头岸墙滑动英国伦敦铁路挡土墙滑动图垮塌的重力式挡墙垮塌的护坡挡墙失稳的立交桥加筋土挡土墙山体滑坡6.1挡土墙的作用与土坡的划分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

2、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天然土坡人工土坡由于地质作用而自然形成的土坡在天然土体中开挖或填筑而成的土坡山坡、江河岸坡路基、堤坝坡底坡脚坡角坡顶坡高土坡稳定分析问题1．天然土坡江、河、湖、海岸坡2．人工土坡¤挖方：沟、渠、坑、池露天矿2．人工土坡¤填方：堤、坝、路基、堆料小浪底土石坝静止压力被动土压力主动土压力土压力5.2挡土墙的土压力类型E0H静止土压力的分布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研究土

3、压力的目的1．设计挡土构筑物，如挡土墙，地下室侧墙，桥台和贮仓等；2．地下构筑物和基础的施工、地基处理方面；3．地基承载力的计算，岩石力学和埋管工程等领域。5.3朗肯土压力理论5.3.1基本原理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2.墙背光滑3.墙后填土面水平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

4、方向压缩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5.3.2主动土压力45o＋/2h挡土墙在土压力作用下，产生离开土体的位移，竖向应力保持不变，水平应力逐渐减小，位移增大到△a，墙后土体处于朗肯主动状态时，墙后土体出现一组滑裂面，它与大主应力面夹角45o＋/2，水平应力降低到最低极限值z(σ1)pa(σ3)极限平衡条件朗肯主动土压力系数朗肯主动土压力强度z1.无粘性土EaH无粘性土的主动土压力强度分布图2.粘性土临界深度

5、EaH粘性土的主动土压力强度分布图adebc5.3.3被动土压力极限平衡条件朗肯被动土压力系数朗肯被动土压力强度z(σ3)pp(σ1)45o－/2hz挡土墙在外力作用下，挤压墙背后土体，产生位移，竖向应力保持不变，水平应力逐渐增大，位移增大到△p，墙后土体处于朗肯被动状态时，墙后土体出现一组滑裂面，它与小主应力面夹角45o－/2，水平应力增大到最大极限值1.无粘性土Ep无粘性土的被动土压力强度分布图H2.粘性土Ep粘性土的被动土压力强度分布图6.3库仑土压力理论库仑土压力简介土的极限平衡状态滑动楔体静力平衡条件土压力的计算方法库伦土压力理论的基本假设：1.墙后的填土是理想

6、的散粒体（粘聚力c=0）；2.滑动破坏面为一通过墙踵的平面。3.滑动土楔体可视为刚体5.4.1主动土压力滑面ABC作用于土楔上的力：1.土楔体的自重；2.破坏面上的反力R；3.墙背对土楔体的反力E；由土楔体的静力平衡条件得：作用在墙背上的土压力库伦主动土压力的一般表达式：或Emax所对应的挡土墙后填土的破坏角cr，即为真正滑动面的倾角。库伦主动土压力强度沿墙高呈三角形分布，主动土压力的作用点在距墙底H/3处。当墙背垂直、光滑，填土面水平时，库伦主动土压力的一般表达式与朗肯公式相同。5.4.1被动土压力按库伦理论求被动土压力WREWREABC按求主动土压力同样的原理可求得被动土

7、压力的库伦公式为：或库伦被动土压力强度沿墙高呈三角形分布，被动土压力的作用点在距墙底H/3处。当墙背垂直、光滑，填土面水平时，库伦被动土压力的一般表达式与朗肯公式相同。5.4.3粘性土土压力的库仑理论1、按朗肯理论计算2、等值内摩擦角法（一般取2/3墙高处）3、按无粘性土计算5.5特殊情况下的土压力计算方法5.5.1填土面有均布荷载时的土压力计算土压力的计算方法是将均布荷载换算成当量的土重。Ea填土面有均布荷载的土压力计算5.5.2成层填土见p148例5-25.5.3填土有地下水ABC