土压力和土坡稳定性

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1、第七章土压力与土坡稳定7.1概述7.2土压力分类7.3郎肯土压力理论7.4库仑土压力理论7.5特殊情况下土压力计算7.6挡土墙设计7.7土坡稳定性分析7.1概述挡土墙——防止土体坍塌的构筑物。桥台2、土压力——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。3、土坡：土坡分为天然土坡和人工土坡，由于某些外界不利因素，土坡可能发生局部土体滑动而失去稳定性。1、挡土墙的应用7.2土压力分类一、影响土压力的因素1、填土性质：包括填土重度、含水量、内摩擦角、内聚力的大小及填土表面的形状（水平、向上倾斜、向下倾

2、斜）等。2、挡土墙形状、墙背光滑程度、结构形式。3、挡土墙的位移方向和位移量。二、土压力分类：1、静止土压力：墙本身不发生变形和任何位移（移动和转动），土处于弹性平衡状态。2、主动土压力：墙离开填土向前发生位移至土体达到极限平衡状态。3、被动土压力：墙向填土方向发生位移至土体达到极限平衡状态。7.2土压力分类（1）主动土压力（2）被动土压力（3）静止土压力主动土压力被动土压力静止土压力实验研究表明：在相同条件下，土压力有如下关系：产生被动土压力所需的位移量大大超过产生主动土压力所需的位移量。三、静止土压力

3、计算：取单位墙长，总静止土压力：——静止土压力系数，可近似按计算。7.2土压力分类=0Kμ1-μ7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)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得出的土压力计算方法。在半空间中取一微单元体M，当整个土体都处于静止状态时，各点都处于弹性平衡状态：主动状态：被动状态：7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)郎肯假设：1、挡土墙墙背垂直。2、墙后填土表面水平。3、墙背光滑无摩擦力，因而无剪应力，即墙背为主应面。一、主动土压力由土的强度理论可知，当土

4、体中某点处于极限平衡状态时，大小主应力之间应满足以下关系：粘性土：无粘性土：7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)假定条件：墙背光滑（满足剪应力为零的边界条件）、直立、填土面水平。当挡墙偏离土体时，逐渐减小到时达到朗肯主动极限平衡状态，主动土压力强度为：粘性土：无粘性土：7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)主动土压力合力（取单位墙长计算）：无粘性土粘性土无粘性土：粘性土：令得7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)二、被动土压力无粘性土：粘性土：7.3朗肯土压力理论(Rank

5、ine,1857)无粘性土：粘性土：7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)三、几种情况下的土压力计算（一）填土表面有均布荷载无粘性土Hz情况1情况2情况37.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)(二)成层填土(三)墙后填土有地下水下层应为,可近似认为17.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)7.4库伦土压力理论研究方法：根据墙后土体处于极

6、限平衡状态并形成一滑动楔体，从楔体的静力平衡条件得出的土压力计算理论。（为平面问题）基本假定：墙后填土是理想的散粒体（c=0）；滑动破坏面为通过墙踵的平面。一、主动土压力楔体在三力作用下处于静力平衡状态，由力矢三角形按正弦定理：力矢三角形令得到E为极大值时的破坏角，代入上式得：——库伦主动土压力系数查表4-1。7.4库伦土压力理论二、被动土压力——被动土压力系数。7.4库伦土压力理论三、粘性土的土压力图解法：假定若干个滑动面试算，求出其中最大值，即为主动土压力。7.4库伦土压力理论四、«建筑地基基础设计规

7、范»推荐的公式该规范（GB50007-2002）推荐的公式采用与楔体试算法相似的平面滑裂面假定，得到主动土压力为：——主动土压力系数。7.4库伦土压力理论五、朗肯理论与库伦理论比较1、基本假定：前者假定挡墙光滑、直立、填土面水平；后者假定填土为散体（c=0）。2、基本方法：前者应用半空间中应力状态和极限平衡理论；后者按墙后滑动土楔体的静力平衡条件导出计算公式。3、结果比较：朗肯理论忽略了墙背与填土之间的摩擦影响，使计算的主动土压力偏大，被动土压力偏小；库伦理论假定破坏面为一平面，而实际上为曲面。实践证明，

8、计算的主动土压力误差不大，而被动土压力误差较大。7.4库伦土压力理论五、库尔曼图解法步骤：的分连7.4库伦土压力理论7.5挡土墙设计一、挡土墙的类型1、重力式挡土墙（1）；2、悬臂式挡土墙（2）；3、扶壁式挡土墙（3）。（1）（2）（3）二、挡土墙的计算设计方法：先假定截面尺寸，然后验算稳定性及强度，若不满足要求，再修改设计。计算内容：（1）稳定性验算，包括抗倾覆和抗滑移验算；（2）地基承载力验算；（3）墙身强度验算。7.5挡