土力学课件（清华大学）-5土压力与边坡稳定(工管)

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1、胸趾踵背身顶土力学与地基基础5土压力与边坡稳定5.1概述5土压力与边坡稳定5.1.1挡土墙（Earth-retainingwalls）的用途与类型●刚度：刚性挡土墙、柔性挡土墙●结构：重力式、扶壁式、悬臂式、板桩式（1）用途（2）类型0土力学与地基基础5土压力与边坡稳定1土力学与地基基础5土压力与边坡稳定5.1.2土压力的种类5.1.2.2土压力种类5.1.2.1土压力试验——墙处于静止状态，墙及填土处于弹性平衡状态时，作用于墙背的侧向压力称为静止土压力。（1）静止土压力2土力学与地基基础5土压力与边坡

2、稳定（2）主动土压力——土推墙，填土处于主动极限平衡状态时，作用于墙背的侧向土压力。3土力学与地基基础5土压力与边坡稳定（3）被动土压力——墙在外力作用下推土，填土处于被动极限平衡状态时，作用于墙背的侧向土压力。4土力学与地基基础5土压力与边坡稳定5.1.3影响土压力的因素（1）挡土墙的位移（2）挡土墙的形状（3）挡土的性质5.1.4挡土墙失事实例（1）多瑙河码头岸墙（2）伦敦铁路挡土墙5土力学与地基基础5土压力与边坡稳定5.2静止土压力计算5.2.1产生条件5.2.2计算公式（1）假定——墙背光滑、垂

3、直、填土面水平并在墙后延伸至无限远，填土属半无限弹性体。6土力学与地基基础5土压力与边坡稳定（2）计算公式（5-1）式中，为静止土压力系数，即侧压力系数，无因次，一般小于1.0，不同的土按表可查。（5-2）（3）总静止土压力（5-3）式中，为泊松（Possion）比，或按经验公式计算，如杰基（Jaky,1944）公式式中，为填土有效内摩擦角。作用于墙背的侧向压力即静止土压力强度为5.2.3静止土压力的应用7土力学与地基基础5土压力与边坡稳定5.3朗肯（Rankine）土压力理论5.3.1无粘性土的土压力

4、（1）主动土压力●主动土压力计算公式由上式可知，内摩擦角越大，则Ka越小，也越小。越小，也越小。当、不变时，则主动土压力强度与深度呈正比。假定（极限应力法）：●墙背铅直、墙为刚性体，无变形●墙背填土面水平●墙背光滑，即墙背与填土间无摩擦引起的剪应力，则墙背处单元土体的垂直面、水平面都是主应力面●极限平衡条件填土为均质各向同性的半无限线性体8土力学与地基基础5土压力与边坡稳定9土力学与地基基础5土压力与边坡稳定●主动土压力分布●总主动土压力●总主动土压力作用点（2）被动土压力●被动土压力计算公式●被动土压

5、力分布●总被动土压力●总被动土压力作用点10土力学与地基基础5土压力与边坡稳定5.3.2粘性土的土压力（1）主动土压力●主动土压力计算公式对垂直光滑墙，墙背单元土体之剪应力为零，为大主应力，为小主应力，处于主动极限平衡条件下，、间的关系式为11土力学与地基基础5土压力与边坡稳定式中，为主动土压力系数，无因次，有对粘性土体，单元土体深度为z时，=γz==代入上式，得●总主动土压力12土力学与地基基础5土压力与边坡稳定（2）被动土压力总被动土压力大小为朗肯土压力理论假定墙背竖直、光滑、填土面水平，使计算所得

6、的主动土压力值偏大，被动土压力值偏小，因此偏于安全。13土力学与地基基础5土压力与边坡稳定5.4库仑(Coulomb)土压力理论（1）基本原理库仑理论假定在极限平衡状态下，由墙背平面和土体中某一平面组成的两个滑动面构成一楔形土体，由于楔形土体的滑移产生作用于墙背的土压力。所以库仑土压力理论是分析楔形土体所受外力在极限平衡状态下来求解土压力。所求的是总土压力，称滑动土楔平衡法。（2）基本假定●墙为刚性体，填土为均质的无粘性土；●有二个滑动面；●滑动面为平面；●土楔不变形，并处于极限平衡状态（为刚塑体）。1

7、4土力学与地基基础5土压力与边坡稳定5.4.1主动土压力（1）计算原理（2）计算公式（3）主动土压力分布15土力学与地基基础5土压力与边坡稳定由正弦定理得16土力学与地基基础5土压力与边坡稳定17土力学与地基基础5土压力与边坡稳定只有相应于P最大值时的倾斜面才是真正的破裂滑动面，相应的Pmax才是所求的墙背主动土压力，故有，得总主动土压力注：只能代表作用在墙背铅直投影高度上某点的土压力强度。得主动土压力强度为18土力学与地基基础5土压力与边坡稳定5.4.2被动土压力19土力学与地基基础5土压力与边坡稳定

8、5.4.3粘性土土压力的库仑理论5.4.4挡土墙土压力计算中几个应用问题（1）墙后填土为一曲面，被动土压力误差较大（2）土体抗剪强度指标（3）墙背与填土的外摩擦角20土力学与地基基础5土压力与边坡稳定5.5特殊情况下的土压力计算●墙顶处的土压力强度为5.5.1墙后填土表面作用有连续均布荷载0Pa●深度z处的土压力强度为●总土压力为21土力学与地基基础5土压力与边坡稳定5.5.2填土表面作用有局部均布荷载22土力学与地基基础5土压力与边坡稳定