[工学]第五章土压力与土坡稳定.pptVIP

土压力与土坡稳定 什么是挡土结构物Retaining structure 什么是土压力(Earth pressure) 影响土压力的因素 挡土结构物类型对土压力分布的影响 一 挡土结构物（挡土墙） 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结构物,在房屋建筑水利工程铁路工程以及桥梁中得到广泛应用。 挡土结构物上的土压力 由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙背填土的侧向压力。 1 静止土压力产生的条件 可按土体处于侧限条件下的水平向自重应力的计算公式来确定。 K0——静止土压力系数；γ—填土的重度；z—计算点的深度 对于侧限应力状态： ?0=sh =K0sv = K0gz 　　K0=n/(1-n) 由于土的 n 很难确定，K0常用经验公式计算 对于砂土、正常固结粘土：K0≈1-sinf’ 总静止土压力： 朗肯土压力理论基本条件和假定 适用条件 挡土墙墙背光滑 挡土墙墙背垂直 填土表面水平 假设 墙后各点均处于极限平衡状态 如果挡土墙没有发生任何侧移或转 动,σx=K0γz, 图中的应力圆Ⅰ表 示。显然，该点未到达极限平衡状态。 如果挡土墙向离开土体的方向移动， 则称为主动朗肯状态，作用在墙背上的 最小主应力，就是主动土压力。破裂面 与水平面（最大主应力面）（ 45+φ/2） 的角度。图中应力圆Ⅱ表示。 如果挡土墙向挤压土体的方向移动， 称为被动朗肯状态。这时，作用在墙背 上的最大主应力，就是被动土压力。滑 裂面与水平面（最小主应力面）成（ 45-φ/2 ）的角度。图中应力圆Ⅲ表示。 倾覆稳定性验算 抗倾覆安全系数 挡土墙的破坏大部分是倾覆破坏，因此必须要求抗倾覆稳定性安全系数（抗倾覆力矩与倾覆力矩之比）不小于1.6，即 1.6 竖直分力 水平分力 土压力作用点离o点的水平距离，m 土压力作用点离o点的竖直距离，m 验算不满足要求时的对应措施：见教材P205 第五章 土压力与土坡稳定 §5.6 挡土墙设计 滑动稳定性验算 抗滑安全系数 在土压力作用下，挡土墙也可能沿基础底面发生滑动，因此要求基底的抗滑安全系数（即：抗滑力与滑动力之比）不小于1.3， 验算不满足要求时的对应措施：见教材P206 第五章 土压力与土坡稳定 §5.6 挡土墙设计 重力式挡土墙的体型选择和构造措施 墙型的选择：仰斜墙、俯斜墙、直立墙 基础埋置深度：土质地基不宜小于0.5m；软质岩石中，不宜小于0.3m。 断面尺寸拟定：见教材p207。 墙后排水措施：排水孔横竖两个方向设置，2-3m间距；坡度5%，孔直径不小于100mm。 填土质量要求：一般选用内摩擦角较大，透水性强的粗粒填料。 第五章 土压力与土坡稳定 §5.6 挡土墙设计 §5.6 挡土墙设计 第五章 土压力与土坡稳定 二、粘性土的土压力计算 第五章 土压力与土坡稳定 §5.3 土压力-朗肯土压力理论 1、主动土压力 其中负侧压力对墙背是拉应力，实际上，墙与土在很小的拉力作用下就会分离（一般认为土不能承受拉应力），故在计算土压力时，这部分应忽去不计 填土表面无均布荷载 第五章 土压力与土坡稳定 §5.3 土压力-朗肯土压力理论 1.由土自重引起的土压力，与深度成正比 填土表面有均布荷载 3.由粘聚力引起的负侧压力，与深度无关 2.由均布荷载引起的压力 粘性土的主动压力强度包括三部分： 总的主动土压力： Pa作用点位于梯形的形心处。 第五章 土压力与土坡稳定 §5.3 土压力-朗肯土压力理论 　　有一挡土墙，高5m，墙背直立、光滑，填土面水平。填土的物理力学性质如下：　　　　　　　　　　　　　　 试求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力分布图。 解： 在墙底处的主动土压力强度为 第五章 土压力与土坡稳定 §5.3 土压力-朗肯土压力理论 例题5-2 主动土压力 临界深度 主动土压力分布图 主动土压力Pa作用在离墙底的距离为： 第五章 土压力与土坡稳定 §5.3 土压力-朗肯土压力理论 §5.3 土压力-朗肯土压力理论 第五章 土压力与土坡稳定 2、被动土压力 填土表面有均布荷载 填土表面无均布荷载 第五章 土压力与土坡稳定 §5.3 土压力-朗肯土压力理论 第五章 土压力与土坡稳定 §5.4 土压力-库伦土压力理论（1776年） 第五章 土压力与土坡稳定 库伦主动土压力计算 §5.4 土压力-库伦土压力理论（1776年） 第五章 土压力与土坡稳定 §5.4 土压力-库伦土压力理论（1776年） 第五章 土压力与土坡稳定 §5.4 土压力-库伦土压力理论（1776年）