土压力与边坡稳定性第5章

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1、（1）是土作为材料构成的土工构筑物的稳定问题；如土坝、路堤等填方边坡及天然土坡（山区）的稳定问题。（2）是土作为工程构筑物的环境问题，即土压力问题；如挡土墙、地下结构等的周围土体。（3）是土作为建筑物（铁塔）地基的承载力问题。地基土的强度问题工程背景学习要求：掌握土压力的基本概念与常用计算方法，初步具备将土压力理论应用于一般工程问题的能力。1.掌握静止土压力、主动、被动土压力的形成条件；2.掌握朗肯土压力理论和了解库仑土压力理论；3.了解土坡稳定分析的方法。基本内容：◇概述◇静止土压力计算◇朗肯土压力理论◇库仑土压力

2、理论◇挡土墙结构设计◇各种土坡稳定分析问题第五章土压力理论和土坡稳定分析由于内在或外在因素的影响，土坡可能发生局部土体的滑动失稳，造成事故并危及人身安全。因此，应验算边坡的稳定性，必要时应采取适当的工程措施来保证边坡的稳定性。（山体滑坡）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。挡土墙的结构型式可以分为重力式、悬臂式和扶壁式。土压力：指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。第1节概述土压力是挡土墙的主要外部荷载，所以设计挡土墙时首先要确定土压力的性质、大小、方向和作用点。土压力主动土压

3、力静止土压力被动土压力土压力计算方法视为不同条件下的近似方法，适用范围。浆砌片石在坡面形成框架,常结合铺草皮、三维植被网、土工格室、喷播植草、栽植苗木等方法形成的一种护坡技术。对风化和冲刷特别严重的塔位，整个基面表层宜全部作护面，个别塔位挖方后的放坡面及高低腿间的坡面，有岩石剥落或风化物坍塌时，需用水泥砂浆或细石混凝土作护面。护面应依基面排水坡度作成斜面，以利基面排水。第2节静止土压力理论挡土墙上土压力的大小和分布受到墙体可能的移动方向、墙后填土的种类、填土面的形式等因素的影响。根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状

4、态，土压力可分为以下三种：主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到主动极限平衡状态时,作用在墙上的土压力，一般用Ea表示。主动土压力2.被动土压力：当挡土墙在外力作用下向土体方向偏移至土体达到被动极限平衡状态时，作用在挡土墙上的土压力，用Ep表示。3.静止土压力：当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力，用E0表示。被动土压力静止土压力试验研究表明：在物理力学性质相同条件下，静止土压力大于主动土压力而小于被动土压力，即有Ea

5、土压力时所需的位移量,即Δδb>>Δδa。E(土压力)-δ+δEaE0Ep静止土压力(水平向自重应力)：可视为天然土层自重应力的水平分量。在填土表面下任意深度z处的静止土压力强度可按下式计算：kN/m2静止土压力系数K0的确定：（a）通过侧限条件下的试验测定；（b)采用经验公式计算，即与砂土的试验结果吻合较好，对粘性土会有一定的误差。（c)按表5-2提供的经验值酌定。静止土压力系数随土体密实度、固结程度的增加而增加，当土层处于超压密状态时，其值增大尤为显著。通过实验测定。有效内摩擦角由上式可知，静止土压力沿墙高呈三角

6、形分布。作用在单位墙长上的静止土压力为：kN/m静止土压力的分布z作用点的位置第3节朗肯土压力理论朗肯土压力理论是根据半空间的应力状态和土的极限平衡条件而得出的土压力计算方法。研究一表面为水平面的半空间（土体向下和沿水平方向都伸展至无穷）。当整个土体都处于静止状态时，各点都处于弹性平衡状态。假设条件：<1>墙为刚体<2>墙背垂直、光滑<3>填土面水平竖直截面上的法向应力为：在离地表为z深度处取一单元体，单元体水平截面上的法向应力等于该处土的自重应力，即M由于为半空间，所以土体内每一竖直面都是对称面，并且墙被垂直、光滑

7、，因此竖直截面和水平截面上的剪应力都等于零，因而相应截面上的法向应力z和x都是主应力。在正常固结土中，z＝1，x＝3。此时的应力状态可用莫尔圆表示。由于该点处于弹性平衡状态，所以莫尔圆位于抗剪强度包线（破坏包线）的下方。弹性平衡状态时的莫尔圆土体在水平方向伸展（挡土墙在土压力作用下离开土体的位移）上述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为止（称为主动朗肯状态）。此时，x达到最低限值a，a是小主应力，z是大主应力，莫尔圆与抗剪强度包线（破坏

8、包线）相切。剪切破坏面与水平面的夹角为。主动朗肯状态时的莫尔圆ⅠⅡ如果挡土墙继续位移，土体只能产生塑性变形，而不会改变其应力状态。土体在水平方向压缩(被动朗肯状态)上述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为止（称为被动朗肯状态）。此时，x达到最高限值p，p是大主应力，z是小主应力