sm05边坡与基坑工程

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1、第五章边坡与基坑工程✰概述✰静止土压力的计算✰朗肯土压力理论✰库仑土压力理论✰几种常见情况的主动土压力计算✰挡土墙设计✰土坡稳定分析5.1概述挡土结构是一种常见的岩土工程建筑物，它是为了防止边坡的坍塌失稳，保护边坡的稳定，人工完成的构筑物。一、土压力——墙后土体对挡土墙的侧向作用力。被动土压力主动土压力静止土压力土压力1.静止土压力挡墙受侧向土压力后，墙身变形或位移很小，可认为墙不发生转动或位移，墙后土体没有破坏，处于弹性平衡状态，墙上承受土压力称为静止土压力E0。Eo2.主动土压力挡土墙在填土压力作用下，向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动，直至土

2、体达到主动平衡状态，形成滑动面，此时的土压力称为主动土压力Ea。滑裂面Ea3.被动土压力Ep滑裂面挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动，土压力逐渐增大，直至土体达到被动极限平衡状态，形成滑动面。此时的土压力称为被动土压力EP。4.三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二、研究土压力的目的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。K0

3、hhzK0zzh/3静止土压力系数静止土压力强度静止土压力系数测定方法：1.通过侧限条件下的试验测定2.采用经验公式K0=1-sinφ’计算3.按相关表格提供的经验值确定静止土压力分布:土压力作用点:三角形分布作用点距墙底h/35.2静止土压力计算5.3朗肯土压力理论适用条件：1.挡土墙的墙背垂直；2.挡土墙的墙后填土表面水平；3.挡土墙的墙背光滑，墙和填土之间没有摩擦力，剪应力为零。WilliamJohnMaquornRankine(1820-1872)一、主动土压力1背向移动2大主应力σ1＝σcz＝γz小主应力即主动土压力应力σ3＝σa无

4、粘性土的主动土压力强度分布EaH如取单位墙长，则主动土压力为：作用点位置为：距墙踵H/3处EaHadebc粘性土的主动土压力强度临界深度:主动土压力为：作用点位置为：距墙踵（H-z0）/3处二、被动土压力1指向移动2大主应力即被动土压力应力σ1＝σp小主应力σ3＝σcz无粘性土的被动土压力强度分布EpH如取单位墙长，则主动土压力为：作用点位置为：距墙踵H/3处粘性土的被动土压力强度Ep主动土压力为：作用点位置为：距墙踵处几种常见情况的主动土压力计算成层土的土压力计算土压力强度分布线斜率不同，并在交界面处发生突变：土压力强度分布线将表现为在土层分界面

5、处斜率发生变化的折线分布1)地下水位以下填土重量将因受到水的浮力而减小．计算土压力时应用浮容重γ’；2)地下水对填土的强度指标c、的影响。一般认为对砂性土的影响可以忽略；但对粘性填土，地下水将使c、值减小．从而使土压力增大；3)地下水对墙背产生静水压力作用，不可忽略。水土分算有地下水位时土压力的计算连续均布荷载作用下土压力计算地表局部荷载作用下土压力计算地面局部荷载产生的土压力是沿平行于破裂面的方向传递至墙背上的。5.4库仑土压力理论适用条件：1.墙背俯斜、倾角为ε；2.墙后填土为松散的散粒体，因此库仑土压力理论只适用于无粘性土；3.填土表面倾

6、斜与水平成β角；4.墙背粗糙、有摩擦力，墙与土之间的摩擦角为δ；CharlesAugustindeCoulomb(1736-1806)一、主动土压力当墙向前移动或转动而使墙后土体沿某一破坏面破坏时，土楔向下滑动而处于主动极限平衡状态。WRE即当墙背垂直、光滑，填土面水平时，可见，在上述条件下，库伦主动土压力公式和朗肯公式相同。若=0=0=0库伦主动土压力的一般表达式成为：二、被动土压力当挡土墙受外力作用推向填土，直至土体沿某一破裂面BC破坏时，土楔ABC向上滑动，并处于被动极限平衡状态。WRE即当墙背垂直、光滑，填土面水平时可见，在上述条件下

7、，库伦主动土压力公式和朗肯公式相同。若=0=0=0库伦被动土压力的一般表达式成为5.5挡土墙设计挡土墙按其刚度和位移方式分为：1．刚性挡土墙2．柔性挡土墙3．临时支撑一、工程常用挡土墙L型T型预应力刚性加筋扶壁圬工式刚性挡土墙：指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。钢筋混凝土挡土墙砌体加筋挡土墙重力式挡墙(水泥土搅拌桩)深层搅拌桩：适用淤泥质土、地基承载力<120KPa粘性土；挖深<8m水泥土搅拌桩支护应用上海新世纪商厦：8m深基坑采用水泥土搅拌桩支护技术；桩长19m，坝宽8.7m，插10m毛竹重力式挡墙（土钉支护）土钉墙：适用一般粘性

8、土、中密以上砂土；挖深<15m悬臂式排桩支护稀疏排桩：适用砂土、一般粘性土；挖深<10m连续排桩：适用软土、一般粘性土；挖