第3章 土的力学性质_3.ppt

土的压缩性与沉降计算 土的抗剪强度 地基承载力 土压力与土坡稳定分析 土的压实性 地基承载力确定 土压力计算 土坡稳定性分析 土的抗剪强度 本章脉络 渗透特性 变形特性 强度特性 土的压缩性 最终沉降量计算 地基变形与时间的关系 一维固结理论 有效应力原理 建（构）筑地基必须同时满足下列两个技术条件 地基变形条件 地基强度条件 地基的沉降量、沉降差、倾斜与局部倾斜都不超过国家《规范》规定的地基变形允许值。 在建(构）筑物的上部荷载作用下，确保地基的稳定性，不发生地基剪切破坏或滑动。 山体滑坡 峨眉山山体滑坡正在抢修 2001年1月13日，萨尔瓦多发生了里氏7.6级的强震，震中位于San Miguel西南60英里。并因此在Santa Tecla造成山体滑坡，最终导致700多人遇难。 汶川地震山体滑坡 汶川地震山体滑坡 汶川地震山体滑坡 延安宝塔面临滑坡威胁 宝成铁路K190第三次滑坡后全貌 南昆铁路八渡滑坡 用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定性，或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种人工支挡结构物称为挡土墙。 重力式 挡土墙按结构类型分类 扶臂式 悬臂式 锚杆式 支撑式 加筋式 板桩墙 挡土墙按刚度和位移方式分类 刚性挡土墙 临时支撑 柔性挡土墙 锚定板 刚性挡土墙 刚性挡土墙 填土 拉杆 墙面板 地面 基础 肋柱 锚定板挡墙 板桩墙变形 柔性挡土墙 锚杆式挡土墙 加筋土挡墙 柔性挡土墙 土钉墙 柔性挡土墙 临时支撑 挡土墙欣赏 挡土墙的设计依据 E E 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作用力。 土压力分类 静止土压力 当挡土墙静止不动，墙后土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力称为静止土压力，一般用E0 表示。 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，一般用Ea 表示。 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，作用在墙上的土压力称为被动土压力。一般用Ep 表示。 静止土压力 主动土压力 被动土压力 三种土压力之间的关系 平面应变问题进行计算 朗肯理论和库伦理论 静止土压力强度 静止土压力 E0的作用点位于墙底面以上H/3处。 三角形分布 z E0 静止土压力计算 1.通过侧限条件下的试验测定； 2.采用经验公式 计算； 3.按相关表格提供的经验值确定。 4.对于超固结土： 静止侧压力系数K0 静止土压力的应用 地下室外墙； 岩基上的挡土墙； 拱座； 水闸、船闸的边墙等。 土的极限 平衡条件 半空间的 应力状态 土压力的计算方法 土体处于弹性平衡状态 （一）、基本原理 I 0  Ⅱ 弹性平衡状态时的莫尔圆，莫尔圆没有和抗剪强度包线相切。 土体处于塑性极限平衡状态 主动朗肯状态 单元体在水平截面上的法向应力z不变，而竖直截面上的法向应力x却逐渐减小至a ，直至满足极限平衡条件（称为主动朗肯状态）。 主动朗肯状态时的莫尔圆，莫尔圆和抗剪强度包线相切。 抗剪强度包线 I 0  Ⅱ Ⅲ 被动朗肯状态 单元体在水平截面上的法向应力z不变而竖直截面上的法向应力x却逐渐增大至p ，直至满足极限平衡条件（称为被动朗肯状态）。 被动朗肯状态时的莫尔圆，莫尔圆和抗剪强度包线相切。 0  Ⅱ Ⅲ 剪切破坏面的夹角 （二）、朗肯主动土压力 基本假定 1．挡土墙背垂直； 2．墙后填土表面水平； 3．挡墙背面光滑即不考虑墙与土之间的摩擦力。 黏性土的极限平衡条件： 或 朗肯主动土压力的计算 无黏性土的极限平衡条件： 或 无黏性土的主动土压力 z Ea 或 主动土压力强度： 朗肯主动土压力系数 三角形分布 主动土压力： 垂直于墙背，通过三角形的形心 黏性土的主动土压力 z 或 主动土压力强度： 临界深度 z0 主动土压力： 通过三角形分布图的形心 z0 Ea 三角形分布 【习题】有一挡土墙，高7m，墙背直立、光滑、填土面水平。填土的物理力学性质如下： =15°, c=12kPa，γ=18kN/m3。试求主动土压力及其作用点位置，并绘出主动土压力强度分布图。 朗肯主动土压力系数： 【解】 思路： 绘出主动土压力强度分布图 主动土压力及其作用点 主动土压力强度： 墙底处的主动土压力强度： z=H=7m 临界深度： 主动土压力： 主动土压力作用点离墙底的距离为： 通过三角形分布图的形心 无黏性土的被动土压力： 朗肯被动土压力系数 （三）、朗肯被动土压力 被动土压力强度： 或 被动土压力： 三角形分布 通过三