《土压力与边坡稳定》PPT课件.ppt

第四章 土压力与边坡稳定,主要内容,第一节 概述 第二节 静止土压力计算 第三节 朗肯土压力理论 第四节 库伦土压力理论 第五节 挡土墙设计 第六节 土坡稳定分析,第一节 概述,一、挡土墙（retaining wall） (防止土体坍塌，专门用来挡土的墙。所受力方向以水平为主。),(b),(a),(c),(d),二、土压力形成,土压力（earth pressure） 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。,土压力分类： 静止土压力 主动土压力 被动土压力,静止土压力： 当挡土墙静止不动时，墙后土体由于墙的侧限作用而处于静止状态，土体作用在挡土墙上的土压力。用E0表示 。,主动土压力： 挡土墙在墙后土体的推动下向离开土体方向偏移，墙后填土作用在挡土墙上的土压力逐渐减小，当墙墙后土体达到主动极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力最小，此时的土压力称为主动土压力。用Ea表示。,被动土压力： 挡土墙向土体方向偏移，作用在挡土墙上的土压力逐渐增大，当土体达到被动极限平衡状态，作用在挡土墙上的土压力最大，此时的土压力称为被动土压力。用Ep表示。,(c),墙身位移和土压力的关系,0,土压力,-a,p,(b),(a),-a p,pa,大小比较？,三、土坡,土坡可分为：天然土坡 人工土坡 主要问题：土坡滑动而失稳（滑坡） 设计计算：验算边坡的稳定性并采取护坡措施。,第二节 静止土压力计算,静止土压力（earth pressure at rest） 产生条件： 挡土墙静止不动，位移=0，转角为零。 工程实例： 修筑在岩石地基上的重力式挡墙 地下室外墙 拱座,静止土压力计算,K0静止土压力系数， 近 似计算公式K0=1-sin 填土重度,有效内摩擦角；,日本规范K0 0.5,取单位长度挡土墙上作用的总静止土压力,作用点在三角形的重心。,KN/m,例题1：设计一堵岩基上的重力挡土墙，墙高H=6.0m，墙后填土为中砂，重度 有效内摩擦角 。计算作用在挡土墙上的土压力，并画出土压力分布图形，标注作用点位置。,主动土压力、被动土压力 如何计算？,第三节 朗肯（朗金）土压力理论,一、无粘性土的土压力 （一）主动土压力 （二）被动土压力 二、粘性土的土压力 （一）主动土压力 （二）被动土压力,朗肯理论假定条件： 墙背竖直、光滑（砼挡土墙），挡土墙后填土面水平 。,一、无粘性土的土压力,静止状态： 法向应力 z = z 侧面应力为 x = K0z,（一）主动土压力（active earth pressure）,静止状态如何向主动土压力状态发展？,z 不变 x 逐渐减小达到极限最 小主应力3，即为 所求主动土压力 。 破裂面方向： 与大主应力z 作用面的夹角为45o+/2，与z的夹角为45o-/2,主动土压力作用下应力状态,3即a如何确定？,将1= z = z带入极限平衡条件公式,得：,a主动土压力，也称 主动土压力强度； Ka主动土压力系数。,Ea主动土压力，或主动土压力合力,P67公式（3-10）,（二）被动土压力（passive earth pressure）,静止状态如何向被动土压力状态发展？,z 不变 x=K0z不断增大，超过z变成最大主应力，继续增大，达到被动极限平衡状态。 破裂面与大主应力x的夹角为45o-/2。,被动土压力作用下应力状态,将3= z = z代入极限平衡条件公式,得：,p被动土压力；也称 被动土压力强度； Kp被动土压力系数。 Kp Ka 被动土压力合力（被动土压力）Ep为：,二、粘性土的土压力,（一）粘性土主动土压力 当土体达到主动平衡状态时，由极限平衡条件公式 ： 得：,P67 公式（3-9）,粘性土的主动土压力组成： 第一部分zKa，由土的自重产生； 第二部分 , 由粘性土的粘聚力c产生，是一常数。,墙上部ae段a0, 为拉力，由于墙与土之间不能承受任何拉应力，因此墙与土分离，即ae段墙上的土压力为零。,深度z=H处,（二）粘性土的被动土压力,