[理学]土力学-第七章土压力3+第八章-土坡稳定.pptVIP

第七章第七章 土土 压压 力力 挡土墙的基本设计步骤 一、基本设计资料的收集； 二、重力式挡土墙的构造； 三、重力式挡土墙的类型； 四、墙后填土类型的选择； 五、重力式挡土墙的布置； 六、防水排水设计； 七、挡土墙的验算。 一、基本设计资料的收集 1、工程背景资料 2、地质勘察资料 3、使用环境及抗震设防烈度 4、气象资料 5、工程设计参考资料 相关标准、规范、设计手册、参考文献等。 二、重力式挡土墙的构造 土压力 墙 后 墙 前 墙 顶 墙 底 (基底) 墙 趾 墙 跟 (踵) 墙 背墙 面 基础 挡土墙的埋深 土质地基不小于0.5m； 存在冻土层时，埋深在冻土层以下0.25m； 风化岩层，清除风化层并加挖0.150.25m； 断面尺寸 满足墙体的强度与稳定性要求； 块石挡土墙，墙顶宽度0.5m, 混凝土挡土墙，墙顶宽度 可取0.20.4m。 沉降缝和伸缩缝 伸缩缝可以兼作沉降缝； 每隔1020m设置一道伸缩缝，缝宽约23cm； 缝内嵌填防水材料。 三、重力式挡土墙的类型 仰斜式折背式直立式俯斜式衡重式 p 根据工程的实际情况选择合适的挡土墙类型 四、墙后填土类型的选 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。 p 1. 理想的回填土；（卵石，砾石，粗、中砂） p 2. 可用的回填土；（细砂，粉砂，粉质粘土） p 3.不能用的回填土。（软粘土，膨胀土和耕植土） 五、重力式挡土墙的布置 重力式挡土墙的布置主要指：纵向布置和平面布置 六、防水排水设计 排水不良会使墙后地下水位提高，一方面增加静水压力； 另一方面使土的抗剪强度降低，增大土压力而造成挡土墙 失稳。一般要在墙顶，坡脚设截水沟，墙体上设排水孔， 间距为23m，外斜5%，孔的尺寸宜100mm。墙前设排 水沟。 泄水孔 粘土夯实 滤水层 泄水孔 粘土夯实 粘土夯实截水沟 七、重力式挡土墙的验算 墙体抗倾覆稳定验算 墙体抗滑移稳定验算 地基承载力验算 墙身强度验算 挡土墙抗倾覆稳定验算 挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾O点向外倾覆。 zf Ea Eaz Eax G a a0 d O x0 xf b z 抗倾覆稳定条件 挡土墙抗滑移稳定验算 挡土墙在土压力作用下可能沿基础底面发生滑动。 抗滑稳定验算条件 Ea Ean Eat d G Gn Gt a a0 O 为基底摩擦系数，根 据土的类别查表得到 挡土墙的地基承载力验算 挡土墙的地基承载力验算与一般偏心受压基础的验 算方法相同，先求出基底压力分布，再按浅基础同样的方 法进行地基承载力验算。 E Ea G En Etm e O 法线 - 0 G x0 xf Eaz Eax zf 0 pmin pmax pmax 3c c e b/2 b/2 b N O 挡土墙墙身强度验算（按砌体结构验算） 重力式挡土墙通常需验算薄弱截面的抗压强度与抗剪 强度。如取图中I-I截面作为验算截面： I Ea I O G Eaz Eax A hr ce b/2b/2 N O 计算出墙高为hr的土压力Ea，墙体自重G； 求出由Ea、G构成的合力在 I-I截面上的产生的竖向分力N 及其作用位置； 抗压验算： 抗剪验算 本章作业： 7-1 7-2 7-3 7-11 7-12 7-13 第八章 土坡稳定分析 一、概述 二、无粘性土土坡的稳定分析 三、粘性土土坡的稳定分析 四、增加坡体稳定性的措施 主 要 内 容 坡肩 坡顶 坡面 坡角 坡趾 坡 高 1、土坡具有倾斜面的土体 一、概述 土坡一般分为：天然土坡和人工土坡 （1）天然土坡 江、河、湖、海岸坡 一、概述 山、岭、丘、岗、天然坡 （1）天然土坡 一、概述 挖方：沟、渠、坑、池 露 天 矿 坑 （2）人工土坡 一、概述 填方：堤、坝、路基、堆料 小浪底土石坝 一、概述 （2）人工土坡 2、滑坡 什么是滑坡？ 为什么会滑坡 ？ 滑坡一部分土体在外因作用下，相对于另一 部分土体滑动。 一、概述 滑坡是重大的自然灾害，滑坡的危害巨大。 滑坡的形式 造成滑坡的原因 （l）外力的作用破坏了土体内原来的应力平衡状态。 开挖、填筑、外荷载、土体内水的渗流、地震力的作用等 （2）土的抗剪强度由于受到外界各种因素的影响而降低， 促使土坡失稳破坏。 气候条件的变化、雨水的浸入、土的液化或触变等。 影响土坡稳定的因素 影响土坡稳定有多种因素，包括土坡的边界条件、土质条件和 外界条件。具体因素分述如下： 1、土坡坡度 2、土坡高度 H 越小，土坡越稳定； 3、土的性质 其性质越好，土坡越稳定； 4、气象条件 晴朗干燥土的强度大，稳定性好； 5、地下水的渗透 土坡中存在与滑动方向渗透力； 6、强烈地震 在地震区遇强烈地震，会使土的强度降低，且 地震力或使土体产生孔隙水压力，则对土坡稳定性不利。 紫坪铺水库2号泄洪洞出口滑坡 云南徐村水电站溢洪道土坡滑坡 1基本假设设 p 均质砂性土构成的土坡， p 破坏时滑动面大多近似于平面 二、无粘性土土坡的稳定分析 B C A T T W N l 滑动动土体ABC的重力为为： W在滑动面AC上的平均法向分力N及由此产生的抗滑力T为： W在滑动面AC上产生的平均下滑力T为： 土坡的滑动稳定安全系数K为： 安全系数K随倾角而变化，而与坡高H无关。当= 时滑动稳定 安全系数最小，工程中一般要求K1.11.5。 三、粘性土土坡稳定性分析 强度参数：粘聚力C，内摩擦角 破坏形式：危险滑裂面位置在土坡深处，对于均匀土坡 ，在平面应变条件下，其滑动面可用一圆弧近似。 O R 目前常用的方法有：瑞典圆弧法、条分法、毕肖普法以及传递 系数法等。 对对于均质简单质简单 土坡，其圆圆弧滑动动体的稳稳定分析可采用整体 稳稳定分析法进进行。所谓简单谓简单 土坡是指土坡顶顶面与底面水平， 坡面BC为为一平面的土坡。 分析左图所示均质简单土坡，若 可能的圆弧滑动面为AD，其圆心为O ，滑动圆弧半径为R。滑动土体 ABCD的重力为W，它是促使土坡滑 动的滑动力。沿着滑动面AD上分布 土的抗剪强度f将形成抗滑力T。将 滑动力W及抗滑力f 分别对滑动面圆 心O取矩，得滑动力矩Ms及抗滑力矩 Mr。 整体圆弧滑动法：K.E. Petterson, 1915 瑞典条分法 假定条块间的作用力大小相等， 方向现方向相反，相互抵消。 根据径向力的平衡关系： 根据滑弧面上的极限平衡关系： 重力力矩： 抗力力矩： 根据力矩平衡关系： 瑞典条分法是忽略了条间作用力的一种简化方法，它 只满足了力矩平衡关系，而不满足力的平衡关系。 传递系数法 假定条块间的作用力的合力作用 在条间高度的中点处，方向与该 土条底面平行。 根据力的平衡关系： Ti又可以表达为： 传递系数i 1、增加抗力 坡底堆载、设置挡墙、埋设抗滑桩、增设 锚杆、固化土体等。 2、减小下滑力 削坡、坡顶减荷、设置