土壓力和土坡穩(wěn)定性

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1、第七章土壓力與土坡穩(wěn)定7.1概述7.2土壓力分類7.3郎肯土壓力理論7.4庫侖土壓力理論7.5特殊情況下土壓力計算7.6擋土墻設計7.7土坡穩(wěn)定性分析7.1概述擋土墻——防止土體坍塌的構(gòu)筑物。橋臺2、土壓力——擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對墻背產(chǎn)生的側(cè)壓力。3、土坡：土坡分為天然土坡和人工土坡，由于某些外界不利因素，土坡可能發(fā)生局部土體滑動而失去穩(wěn)定性。1、擋土墻的應用7.2土壓力分類一、影響土壓力的因素1、填土性質(zhì)：包括填土重度、含水量、內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力的大小及填土表面的形狀（水平、向上傾斜、向下傾

2、斜）等。2、擋土墻形狀、墻背光滑程度、結(jié)構(gòu)形式。3、擋土墻的位移方向和位移量。二、土壓力分類：1、靜止土壓力：墻本身不發(fā)生變形和任何位移（移動和轉(zhuǎn)動），土處于彈性平衡狀態(tài)。2、主動土壓力：墻離開填土向前發(fā)生位移至土體達到極限平衡狀態(tài)。3、被動土壓力：墻向填土方向發(fā)生位移至土體達到極限平衡狀態(tài)。7.2土壓力分類（1）主動土壓力（2）被動土壓力（3）靜止土壓力主動土壓力被動土壓力靜止土壓力實驗研究表明：在相同條件下，土壓力有如下關系：產(chǎn)生被動土壓力所需的位移量大大超過產(chǎn)生主動土壓力所需的位移量。三、靜止土壓力

3、計算：取單位墻長，總靜止土壓力：——靜止土壓力系數(shù)，可近似按計算。7.2土壓力分類=0Kμ1-μ7.3朗肯土壓力理論(Rankine,1857)朗肯土壓力理論是根據(jù)半空間的應力狀態(tài)和土的極限平衡條件得出的土壓力計算方法。在半空間中取一微單元體M，當整個土體都處于靜止狀態(tài)時，各點都處于彈性平衡狀態(tài)：主動狀態(tài)：被動狀態(tài)：7.3朗肯土壓力理論(Rankine,1857)郎肯假設：1、擋土墻墻背垂直。2、墻后填土表面水平。3、墻背光滑無摩擦力，因而無剪應力，即墻背為主應面。一、主動土壓力由土的強度理論可知，當土

4、體中某點處于極限平衡狀態(tài)時，大小主應力之間應滿足以下關系：粘性土：無粘性土：7.3朗肯土壓力理論(Rankine,1857)假定條件：墻背光滑（滿足剪應力為零的邊界條件）、直立、填土面水平。當擋墻偏離土體時，逐漸減小到時達到朗肯主動極限平衡狀態(tài)，主動土壓力強度為：粘性土：無粘性土：7.3朗肯土壓力理論(Rankine,1857)主動土壓力合力（取單位墻長計算）：無粘性土粘性土無粘性土：粘性土：令得7.3朗肯土壓力理論(Rankine,1857)二、被動土壓力無粘性土：粘性土：7.3朗肯土壓力理論(Rank

5、ine,1857)無粘性土：粘性土：7.3朗肯土壓力理論(Rankine,1857)三、幾種情況下的土壓力計算（一）填土表面有均布荷載無粘性土Hz情況1情況2情況37.3朗肯土壓力理論(Rankine,1857)(二)成層填土(三)墻后填土有地下水下層應為,可近似認為17.3朗肯土壓力理論(Rankine,1857)7.3朗肯土壓力理論(Rankine,1857)7.3朗肯土壓力理論(Rankine,1857)7.3朗肯土壓力理論(Rankine,1857)7.4庫倫土壓力理論研究方法：根據(jù)墻后土體處于極

6、限平衡狀態(tài)并形成一滑動楔體，從楔體的靜力平衡條件得出的土壓力計算理論。（為平面問題）基本假定：墻后填土是理想的散粒體（c=0）；滑動破壞面為通過墻踵的平面。一、主動土壓力楔體在三力作用下處于靜力平衡狀態(tài)，由力矢三角形按正弦定理：力矢三角形令得到E為極大值時的破壞角，代入上式得：——庫倫主動土壓力系數(shù)查表4-1。7.4庫倫土壓力理論二、被動土壓力——被動土壓力系數(shù)。7.4庫倫土壓力理論三、粘性土的土壓力圖解法：假定若干個滑動面試算，求出其中最大值，即為主動土壓力。7.4庫倫土壓力理論四、?建筑地基基礎設計規(guī)

7、范?推薦的公式該規(guī)范（GB50007-2002）推薦的公式采用與楔體試算法相似的平面滑裂面假定，得到主動土壓力為：——主動土壓力系數(shù)。7.4庫倫土壓力理論五、朗肯理論與庫倫理論比較1、基本假定：前者假定擋墻光滑、直立、填土面水平；后者假定填土為散體（c=0）。2、基本方法：前者應用半空間中應力狀態(tài)和極限平衡理論；后者按墻后滑動土楔體的靜力平衡條件導出計算公式。3、結(jié)果比較：朗肯理論忽略了墻背與填土之間的摩擦影響，使計算的主動土壓力偏大，被動土壓力偏小；庫倫理論假定破壞面為一平面，而實際上為曲面。實踐證明，

8、計算的主動土壓力誤差不大，而被動土壓力誤差較大。7.4庫倫土壓力理論五、庫爾曼圖解法步驟：的分連7.4庫倫土壓力理論7.5擋土墻設計一、擋土墻的類型1、重力式擋土墻（1）；2、懸臂式擋土墻（2）；3、扶壁式擋土墻（3）。（1）（2）（3）二、擋土墻的計算設計方法：先假定截面尺寸，然后驗算穩(wěn)定性及強度，若不滿足要求，再修改設計。計算內(nèi)容：（1）穩(wěn)定性驗算，包括抗傾覆和抗滑移驗算；（2）地基承載力驗算；（3）墻身強度驗算。7.5擋