《土压力与边坡稳定》PPT课件

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1、第四章土压力与边坡稳定主要内容第一节概述第二节静止土压力计算第三节朗肯土压力理论第四节库伦土压力理论第五节挡土墙设计第六节土坡稳定分析第一节概述一、挡土墙（retainingwall）(防止土体坍塌，专门用来挡土的墙。所受力方向以水平为主。)(b)(a)(c)(d)二、土压力形成土压力（earthpressure）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。土压力分类：静止土压力主动土压力被动土压力静止土压力：当挡土墙静止不动时，墙后土体由于墙的侧限作用而处于静止状态，土体作用在挡土墙上的土压力。用E0表示。E

2、0(a)主动土压力：挡土墙在墙后土体的推动下向离开土体方向偏移，墙后填土作用在挡土墙上的土压力逐渐减小，当墙墙后土体达到主动极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力最小，此时的土压力称为主动土压力。用Ea表示。(b)Ea被动土压力：挡土墙向土体方向偏移，作用在挡土墙上的土压力逐渐增大，当土体达到被动极限平衡状态，作用在挡土墙上的土压力最大，此时的土压力称为被动土压力。用Ep表示。(c)Ep+△'(c)墙身位移和土压力的关系Δ0土压力-ΔaΔpEaE0Ep(b)(a)-△a△pΔp>Δa大小比较？三、土坡土坡可分为：天然土坡人

3、工土坡主要问题：土坡滑动而失稳（滑坡）设计计算：验算边坡的稳定性并采取护坡措施。第二节静止土压力计算静止土压力（earthpressureatrest）产生条件：挡土墙静止不动，位移Δ=0，转角为零。工程实例：修筑在岩石地基上的重力式挡墙地下室外墙拱座zHH/3γHK0K0γzγzE0静止土压力计算K0—静止土压力系数，近似计算公式K0=1-sinγ——填土重度——有效内摩擦角；日本规范K0＝0.5取单位长度挡土墙上作用的总静止土压力作用点在三角形的重心。KN/m例题1：设计一堵岩基上的重力挡土墙，墙高H=6.0m，墙后

4、填土为中砂，重度有效内摩擦角。计算作用在挡土墙上的土压力，并画出土压力分布图形，标注作用点位置。主动土压力、被动土压力如何计算？第三节朗肯（朗金）土压力理论一、无粘性土的土压力（一）主动土压力（二）被动土压力二、粘性土的土压力（一）主动土压力（二）被动土压力朗肯理论假定条件：墙背竖直、光滑（砼挡土墙），挡土墙后填土面水平。一、无粘性土的土压力静止状态：法向应力σz=γz侧面应力为σx=K0γz（一）主动土压力（activeearthpressure）静止状态如何向主动土压力状态发展？半无限土体的极限平衡状态φτσaIII

5、IIIτf=c+tanφ45º-φ/245º+φ/2σpγzK0γzT1T2σσz不变σx逐渐减小达到极限最小主应力σ3，即为所求主动土压力。破裂面方向：与大主应力σz作用面的夹角为45o+φ/2，与σz的夹角为45o-φ/2主动土压力作用下应力状态(b)45º-φ/245º-φ/2主动膨胀大主应力σ3即σa如何确定？将σ1=σz=γz带入极限平衡条件公式得：σa——主动土压力，也称主动土压力强度；Ka——主动土压力系数。主动土压力分布图EaEa—主动土压力，或主动土压力合力P67公式（3-10）（二）被动土压力（pas

6、siveearthpressure）静止状态如何向被动土压力状态发展？半无限土体的极限平衡状态φτσaIIIIIIτf=c+tanφ45º-φ/245º+φ/2σpγzK0γzT1T2σσz不变σx=K0γz不断增大，超过γz变成最大主应力，继续增大，达到被动极限平衡状态。破裂面与大主应力σx的夹角为45o-φ/2。被动土压力作用下应力状态被动土压力作用下应力状态(a)(b)被动压缩45º-φ/245º-φ/2大主应力将σ3=σz=γz代入极限平衡条件公式得：σp——被动土压力；也称被动土压力强度；Kp——被动土压力系数

7、。Kp≥Ka被动土压力合力（被动土压力）Ep为：无粘性土被动土压力分布图Ep二、粘性土的土压力（一）粘性土主动土压力当土体达到主动平衡状态时，由极限平衡条件公式：得：P67公式（3-9）粘性土的主动土压力组成：第一部分γzKa，由土的自重产生；第二部分,由粘性土的粘聚力c产生，是一常数。粘性土主动土压力分布EaγHKaHa墙上部ae段σa<0,为拉力，由于墙与土之间不能承受任何拉应力，因此墙与土分离，即ae段墙上的土压力为零。深度z=H处（二）粘性土的被动土压力当土体达到被动平衡状态时，由极限平衡条件公式：得：粘性土被动

8、土压力分布Ep三、几种常见情况下的土压力计算最我们专业同学不做要求教材上的例题（p85）光滑补充例题请同学们自己亲自动手做做…