第一篇工程地质基础知识ppt课件.ppt

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1、第七章土压力与土坡稳定7.1概述7.2静止土压力7.3朗金土压力理论7.4库伦土压力理论7.5挡土墙的设计7.6土坡稳定分析7.1概述1、挡土墙－防止土体坍塌的构筑物。其种类有：支撑建筑物周围填土的挡土墙，地下室侧墙，桥台以及贮藏粒状材料的挡墙等。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向压力。土压力随挡土墙可能位移的方向分为主动土压力，被动土压力和静止土压力3土坡－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，土坡的坍塌常造成严重的工程事故，并危及人身安全，因此，应验算边坡的稳定性及采取

2、适当的工程措施。挡土墙土压力的大小及其分布规律受到墙体可能的移动方向、墙后填土的种类，填土面的形式，墙的截面刚度和地基的变形等一系列因素的影响。根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为以下三种：一、主动土压力当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为主动土压力。产生主动土压力的条件：位移方向：墙体向前位移；位移量：密砂时，；密实粘性土时，。二、被动土压力当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在挡土墙上的土压力称为被动土压力，桥台受到桥上荷载推向土体时，土对桥台产生的侧压力属被动土压

3、力。产生主动土压力的条件：位移方向：墙体向后位移；位移量：密砂时，；密实粘性土时，。三、静止土压力当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力称为静止土压力，地下室外墙可视为受静止土压力的作用。土压力的计算理论主要有古典的朗肯理论和库伦理论。实验研究表明：在相同条件下，主动土压力小于静止土压力，而静止土压力又小于被动土压力，亦即7.2静止土压力的计算静止土压力可按以下所述方法计算，在填土表面下任意深度z处取一微小单元体，其上作用着竖向的土自重应力·，则该处的静止土压力强度可按下式计算：7.3朗肯土压力理论朗肯设想朗肯设想用墙背直立

4、的挡土墙代替半空间左边的土，如果墙背与土的接触面上满足剪应力为零的边界应力条件以及产生主动或被动朗肯状态的边界变形条件，则墙后土体的应力状态不变．由此可以推导出主动和被动土压力计算公式。适用条件：墙背垂直、光滑和填土面水平。表面为水平面的半空间，即土体向下和沿水平方向都伸展至无穷，在距地表z处取一单位微体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。设土的重度为r，显然M单元水平截面上的法向应力等于该处土的自重应力，即而竖直截面上的法向应力为：1、无粘性土的主动土压力无粘性土的主动土压力强度与z成正比，沿墙高的压力分布为三角形，如

5、图所示，如取单位墙长计算，则主动土压力为：通过三角形的形心，即作用在离墙底H／3处其中2、粘性土的主动土压力由式(4-6)可知，粘性土的主动土压力强度包括两部分：一部分是由土自重引起的土压力，另一部分是由粘聚力c，引起的负侧压力，这两部分土压力叠加的结果如图4-6(c)所示，其中ade部分是负侧压力，对墙背是拉力，但实际上墙与土在很小的拉力作用下就会分离，故在计算土压力时，这部分应略去不计，因此粘性土的土压力分布仅是abc部分。a点离填土面的深度z0常称为临界深度，在填土面无荷载的条件下，可求得z0值，即：得如取单位墙长计算，则主动土压力为

6、：将式（4－9）代入上式后得粘性土的主动土压力通过在三角形压力分布图abc的形心，即作用在离墙底．二、被动土压力无粘性土：粘性土：其中如取单位墙长计算，则被动土压力可由下式计算：无粘性土:粘性土：被动土压力通过三角形或梯形压力分布图的形心。几种常见情况的土压力计算(一)填土面有均布荷载当挡土墙后填土面有连续均布荷载作用时，通常土压力的计算方法是将均布荷载换算成当量的土重，即用假想的土重代替均布荷载。当填土面水平时[图4—8(o)]，当量的土层厚度为然后，以为墙背，按填土面无荷载的情况计算土压力。以无粘性土为例，则填土面A点的主动土压力强度墙

7、底B点的土压力强度压力分布如图所示，实际的±压力分布图为梯形ABCD部分，土压力的作用点在梯形的重心。当填土面和墙背面倾斜时，以为假想墙背计算主动土压力，但由于填土面和墙背倾斜，假想的墙高应为然后，同样以为假想的墙背按地面无荷载的情况计算土压力。(二)成层填土如图所示的挡土墙，墙后有几层不同种类的水平土层，在计算土压力时，第一层的土压力按均质土计算，土压力的分布为图4—10中的abc部分，计算第二层土压力时，将第一层土按重度换算成与第二层土相同的当量土层，即其当量土层厚度为，(三)墙后填土有地下水挡土墙后的回填土常会部分成全部处于地下水位以

8、下，由于地下水的存在将使土的含水量增加，抗剪强度降低，而使土压力增大，因此，挡土墙应该有良好的排水措施。当墙后填土有地下水时，作用在墙背上的侧压力有土压力和水压力两部分，计算土压