第五章土压力与土坡稳定详解.ppt

* * 非均质填土时的土压力 2.墙后填土存在地下水（以无粘性土为例） ? ?? A B C (?h1+?? h2)Ka ?wh2 挡土墙后有地下水时，作用在墙背上的土侧压力有土压力和水压力两部分，可分作两层计算，一般假设地下水位上下土层的抗剪强度指标相同，地下水位以下土层用浮重度计算 A点 B点 C点 土压力强度 水压力强度 B点 C点 作用在墙背的总压力为土压力和水压力之和，作用点在合力分布图形的形心处 h1 h2 h * * 　【例】挡土墙高5m，墙背直立、光滑，墙后填土面水平，共分两层。各层的物理力学性质指标如图所示，试求主动土压力Ea，并绘出土压力分布图 h=5m ?1=17kN/m3 c1=0 ?1=34o ?2=19kN/m3 c2=10kPa ?2=16o h1 =2m h2 =3m A B C Ka1＝0.307 Ka2＝0.568 * * 【解答】 A B C h=5m h1=2m h2=3m A点 B点上界面 B点下界面 C点 主动土压力合力 10.4kPa 4.2kPa 36.6kPa * * 5.6 挡土墙的设计 挡土墙型式的选择 原则(a)挡土墙用途、高度与重要性 (b)建筑场地的地形与地质条件 (c)尽量就地取材，因地制宜 (d)安全而经济 分类：重力式，悬臂式、扶壁式、锚杆式。 * * 5.6.2 挡土墙初定尺寸 挡土墙的高度 挡土墙的顶宽 挡土墙的底宽 * * 5.6.3 挡土墙稳定性的验算 抗滑稳定验算 抗倾覆稳定验算 地基承载力验算 * * 5.6.4墙后回填土的选择 尽量选择粗粒土，如砂土、砾石、碎石等。其土压力小，抗剪强度比较稳定，易于排水。 1. 理想的回填土；（卵石，砾石，粗、中砂） 2. 可用的回填土；（细砂，粉砂，粉质粘土） 3.不能用的回填土。（软粘土，膨胀土和耕植土） * * 5.7 土坡稳定分析 影响土坡稳定的因素 土坡坡度 土坡高度 土的性质 气象条件 地下水的渗透 地震 * 07/16/96 * ## * * 第五章 土压力与土坡稳定 * * E 填土面 码头 桥台 E 隧道侧墙 E E 土压力通常是指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 挡土墙是防止土体坍塌的构筑物。 　　由于土压力是挡土墙的主要外荷载，设计挡土墙时首先要确定土压力的性质、大小、方向和作用点。其中土压力的大小还与墙后填土的性质、墙背倾斜方向等因素有关。 土压力随挡土墙位移的方向分为：主动土压力、被动土压力和静止土压力 * * 根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力分为： 被动土压力 主动土压力 静止土压力 土压力 　 1.静止土压力E0 　 挡土墙静止不动，墙后填土处于弹性平衡状态时，土对墙的压力 Eo * * 2.主动土压力Ea 在土压力作用下，挡土墙离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力 滑裂面 Ea 3.被动土压力Ep Ep 滑裂面 　 在外力作用下，挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力 * * 三种土压力之间的关系 -△ +△ +△ -△ E o △a △p Ea Eo Ep 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 ＜＜Ep 2. △p ＞＞△a * * 影响土压力的因素 挡土墙的位移：位移正负 挡土墙的形状：竖直、倾斜、光滑、粗糙 填土的性质：松密、干湿、强度指标等 * * 5.2 静止土压力计算 　　作用在挡土结构背面的静止土压力可视为天然土层自重应力的水平分量 K0?h h ?z K0?z z h/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/3 * * 静止土压力的应用 地下室外墙 通常有内隔墙支挡，墙位移与转角为零，按静止土压力计算。 岩基上的挡土墙 挡土墙与岩石地基牢固联结，墙体不发生位移或转动，按静止土压力计算。 拱座 拱座不允许产生位移，故亦按静止土压力 * * 朗肯土压力理论 8.3.1 基本假设 1.挡土墙背垂直、光滑 2.填土表面水平 3.墙体为刚性体 σz=?z σx＝K0?z z f=0 σa＝Ka?z σp＝Kp?z 增加 减小 45o-? / 2 45o＋? / 2 大主应力方向 主动伸展 被动压缩 小主应力方向 * * σa σp ?f ? ?z K0?z ?f