土压力与边坡稳定

1、为防止土体坍塌为防止土体坍塌，用来支挡墙后用来支挡墙后填土填土，建筑物填土挡土墙地下室地下室 外墙桥台道路挡土墙挡土墙后的填土挡土墙后的填土因自重或外因自重或外荷载作用荷载作用对挡土墙的对挡土墙的墙背墙背产生的侧向压力产生的侧向压力墙顶墙顶墙踵墙踵墙趾墙趾墙面墙面墙背墙背墙底墙底墙高墙高+-滑动面滑动面+-0 滑裂面滑裂面Ea Ep滑裂面滑裂面zKp00sin10K20021HKE【例【例1 1】某边坡嵌与岩基上的挡土墙，】某边坡嵌与岩基上的挡土墙，墙高墙高H=4mH=4m，墙后填土的重度为墙后填土的重度为=18.5KN/m=18.5KN/m3 3，静，静止土压力系数止土压力系数K K0 0=

2、0.35=0.35，求作用在挡土墙上的，求作用在挡土墙上的土压力土压力 P102P102，例题，例题5.15.14m4mzKp0035 .18mKN20021HKE【例【例2 2】某新建房屋为某新建房屋为4层的层的砌体结构，有一砌体结构，有一层的地下室，采用墙下条形基础层的地下室，采用墙下条形基础，地质剖面，地质剖面如下图所示，问设计基础如下图所示，问设计基础A顶面的挡土墙时，顶面的挡土墙时，OC段每米所受的土压力是多少段每米所受的土压力是多少KN/mB B天然地面天然地面3m3m2m2mA A粉土粉土OC36 .19mKN。20郎肯土压力理论郎肯土压力理论墙后土体任意水平面和竖直面均为墙后土

3、体任意水平面和竖直面均为主应力面主应力面zz压压：某点处所受的土压力压力：某点处的竖向有效应zfz压主动压被动cftancftan245tan2245tan213cP78,P78,公式公式4.104.10KcKcpzza2245tan2245tan2P Pa a墙背某点的主动土压力强度，墙背某点的主动土压力强度，KPaKPaz z该点处的竖向有效应力，该点处的竖向有效应力，KPaKPa土的内摩擦角，土的内摩擦角，c c土的黏聚力土的黏聚力K Ka a称为主动土压力系数称为主动土压力系数245tan2aK【例【例3 3】某土坡的高度为某土坡的高度为5.2m5.2m，用挡土墙将其用挡土墙将其挡住，

4、挡住，土坡的成分为砂土土坡的成分为砂土，重度为重度为20KN/m20KN/m3 3，内摩擦角为内摩擦角为3232，求作用在挡土墙的墙背上，求作用在挡土墙的墙背上每米的主动土压力为多少每米的主动土压力为多少KN/mKN/m？5.2m0.5m1.59m【例【例4 4】某挡土墙高某挡土墙高5m5m，墙背铅直光滑，墙后，墙背铅直光滑，墙后填土水平，墙后填土的物理力学性质指标为：填土水平，墙后填土的物理力学性质指标为：c=10KPac=10KPa， =20=20，=18KN/m=18KN/m3 3，绘制出主动绘制出主动土压力的分布图土压力的分布图，并求出每米墙长上主动土并求出每米墙长上主动土压力合力的大

5、小压力合力的大小和作用点位置和作用点位置 P104P104例题例题5.25.25m30.1KPa245tan2245tan231cP78,P78,公式公式4.94.9ppzzpKcKcp2245tan2245tan2P PP P墙背某点的主动土压力强度，墙背某点的主动土压力强度，KPaKPaz z该点处的竖向有效应力，该点处的竖向有效应力，KPaKPa土的内摩擦角，土的内摩擦角，c c土的黏聚力土的黏聚力K KP P称为被动土压力系数称为被动土压力系数245tan2pK【例【例5 5】某挡土墙高某挡土墙高5m5m，墙背铅直光滑，墙后，墙背铅直光滑，墙后填土水平，墙后填土的物理力学性质指标为：填

6、土水平，墙后填土的物理力学性质指标为：c=10KPac=10KPa， =20=20，=18KN/m=18KN/m3 3，绘制出被动绘制出被动土压力的分布图土压力的分布图，并求出每米墙长上被动土并求出每米墙长上被动土压力合力的大小压力合力的大小和作用点位置和作用点位置 P106P106例题例题5.35.35m【例【例6 6】某挡土墙的墙背铅直光滑，填土表面】某挡土墙的墙背铅直光滑，填土表面水平，水平，墙高墙高6m6m，墙后填土为砂土，墙后填土为砂土，c=0c=0，内摩，内摩擦角为擦角为3030，填土的表面作用有连续的均布填土的表面作用有连续的均布荷载荷载q=20KPaq=20KPa，计算挡土墙的

7、主动土压力和被，计算挡土墙的主动土压力和被动土压力分布，并绘出分布图，求出合力，动土压力分布，并绘出分布图，求出合力，及合力作用点。及合力作用点。 P120 P120 例题例题5.55.56m20KPa318mKN4m2m【例【例7 7】某挡土墙的墙背垂直光滑，填土表面水平，】某挡土墙的墙背垂直光滑，填土表面水平，墙高墙高6m6m，墙后的填土分为两层，墙后的填土分为两层，上层为黏性土厚上层为黏性土厚2m2m，下层为砂土厚，下层为砂土厚4m4m，其工程地质性质如下图所，其工程地质性质如下图所示，示，计算挡土墙的主动土压力和被动土压力分布，计算挡土墙的主动土压力和被动土压力分布，画出分布图，并求合

8、力画出分布图，并求合力 P121 P121 例题例题5.65.66m黏性土黏性土砂土砂土20320mKNKPac530318mKN0c【例【例8 8】某挡土墙的】某挡土墙的墙高为墙高为6m6m，墙背铅直、光滑，墙背铅直、光滑，无黏性无黏性填土的表面水平，填土的表面水平，地下水位为地下水位为2m2m，水上土水上土体的重度为体的重度为=18KN/m=18KN/m3 3，水下土体的饱和重度，水下土体的饱和重度satsat=20KN/m=20KN/m3 3，土的内摩擦角为土的内摩擦角为3030，试计算在挡，试计算在挡土墙上的主动土压力和水压力土墙上的主动土压力和水压力 P123 P123 例题例题5.

9、75.76m2m318mKN320mKNsat30库伦土压力理论库伦土压力理论可以根据可以根据滑动楔体滑动楔体的静力平衡方程求出土压力的静力平衡方程求出土压力ABCP P墙背给楔体的支持力和摩擦力的合力墙背给楔体的支持力和摩擦力的合力（土压力（土压力的反作用力），的反作用力），其方向和墙背的其方向和墙背的呈呈角，角，为墙背和土体之间的内摩擦角。为墙背和土体之间的内摩擦角。R R滑动面上土对楔体支滑动面上土对楔体支持力和摩擦力的合力，持力和摩擦力的合力，其方向和滑动面的法线其方向和滑动面的法线呈呈角角，为土的内摩为土的内摩擦角擦角AC180sin180sinPW 90aaKHE221任意深度任意

10、深度z z处处，库伦主动土压力强度，库伦主动土压力强度P Pa a为为KzdzdEPaa1010【例【例9 9】如下图所示，挡土墙的墙高为如下图所示，挡土墙的墙高为5m5m，墙墙背的倾角背的倾角=+10=+10，回填砂土并填成水平，回填砂土并填成水平，其重度为其重度为18KN/m18KN/m3 3，内摩擦角，内摩擦角3535，=20=20试计算挡土墙所受的库伦主动土压力。试计算挡土墙所受的库伦主动土压力。P109 P109 例题例题5.45.4A20205m318mKN351010【例【例1010】某挡土墙的墙高为某挡土墙的墙高为5m5m，墙背倾角为墙背倾角为+10+10，填土的表面倾角为，填

11、土的表面倾角为2020，填土为无黏，填土为无黏性土，性土，重度为重度为18KN/m18KN/m3 3，内摩擦角为，内摩擦角为3030，黏，黏聚力聚力c=0c=0，墙背与土的摩擦角墙背与土的摩擦角=15=15，试计，试计算作用在墙背上的主动土压力算作用在墙背上的主动土压力P144 P144 基础训练基础训练5 5题题15155m2020318mKN30acaKHE221【例【例1111】某挡土墙墙背直立，排水良好，墙】某挡土墙墙背直立，排水良好，墙后的填土为粉质黏土，后的填土为粉质黏土，重度为重度为19KN/m19KN/m3 3，干干密度大于密度大于1.65t/m1.65t/m3 3，土对挡土墙

12、墙背的摩擦，土对挡土墙墙背的摩擦角角=0.5=0.5，填土表面倾角，填土表面倾角=10=10，墙高，墙高为为5m5m，求主动土压力为多少？，求主动土压力为多少？A5m10【例【例1212】某挡土墙高度为某挡土墙高度为8m8m，墙背，墙背墙后填土和墙顶齐平，填土为砂土，墙后填土和墙顶齐平，填土为砂土，重度为重度为20KN/m20KN/m3 3，内摩擦角，内摩擦角3636，该挡土墙建在岩石，该挡土墙建在岩石边坡前，边坡坡脚和水平方向呈边坡前，边坡坡脚和水平方向呈7070，岩石，岩石和填土的摩擦角和填土的摩擦角=18=18，求主动土压力，求主动土压力0707年注册岩土工程师考题年注册岩土工程师考题8

13、m8m320mKN70岩石岩石挡土墙的类型挡土墙的类型优点：结构简单，施工方便，就地取材优点：结构简单，施工方便，就地取材缺点：墙身断面尺寸较大，沉降较大缺点：墙身断面尺寸较大，沉降较大墙趾墙趾墙踵墙踵立壁立壁钢筋钢筋针对悬臂式挡土墙立臂受力后弯矩和挠度过针对悬臂式挡土墙立臂受力后弯矩和挠度过大缺点，增设扶壁，间距（大缺点，增设扶壁，间距（0.30.30.60.6）h，墙，墙体稳定靠扶壁间填土重维持体稳定靠扶壁间填土重维持俯斜式挡土墙对施工有利，坡度宜控制在俯斜式挡土墙对施工有利，坡度宜控制在1 1：0.40.4左右左右浆砌时墙顶宽度浆砌时墙顶宽度50mm50mm墙顶用粗料石或混凝土做成厚度为

14、墙顶用粗料石或混凝土做成厚度为40cm40cm的顶帽的顶帽墙顶墙顶50cm50cm厚度内，用厚度内，用M5M5砂浆抹平，砂浆抹平，或用较大石块砌筑并勾缝或用较大石块砌筑并勾缝干砌时墙顶宽度干砌时墙顶宽度60mm60mm，干砌的墙高干砌的墙高6m6m1 1、挡土墙的基础一般采用扩大基础、挡土墙的基础一般采用扩大基础2 2、基础的加宽宽度、基础的加宽宽度20cm20cm3 3、基础当用低于、基础当用低于M5M5砂浆砌筑时，刚性角要砂浆砌筑时，刚性角要3535，对混凝土砌体刚性角，对混凝土砌体刚性角4040基础的埋置深度基础的埋置深度0GnGtGaEatEanE3 . 1statannKGEEG00

15、cos GGn0sin GGt00sinaatEE0cosaanEE3.1statannKGEEG【例【例1313】某挡土墙其剖面图如下图所示，已】某挡土墙其剖面图如下图所示，已知挡土墙后的知挡土墙后的主动土压力主动土压力E Ea a=70KN/m=70KN/m，土对挡土对挡土墙基底的摩擦系数土墙基底的摩擦系数=0.4=0.4，填土对墙背的填土对墙背的摩擦角摩擦角=13=13，挡土墙沿墙长方向每延米的，挡土墙沿墙长方向每延米的自重为自重为G=209.22KN/mG=209.22KN/m，求抗滑稳定系数，求抗滑稳定系数K Ks sG【例【例1414】某挡土墙某挡土墙高高5m5m，挡土墙砌体重度为

16、挡土墙砌体重度为25KN/m25KN/m3 3，挡土墙的墙背垂直光滑，墙后的填，挡土墙的墙背垂直光滑，墙后的填土为砂土，填土面水平，土为砂土，填土面水平，内摩擦角为内摩擦角为3030黏黏聚力为聚力为0 0，填土重度填土重度18KN/m18KN/m3 3，基底摩擦系数基底摩擦系数为为0.430.43，填土中无地下水，验算抗滑稳定，填土中无地下水，验算抗滑稳定5m5m318mKN0.6m0.6m3m3m30325mKNP133 P133 例题例题5.85.86【例【例1515】已知重力式挡土墙的断面如下图所】已知重力式挡土墙的断面如下图所示，所受的示，所受的主动土压力为主动土压力为200KN/m2

17、00KN/m，墙体的墙体的自重为自重为300KN/m300KN/m，地基土和墙底的，地基土和墙底的摩擦系数摩擦系数为为0.330.33，墙背和填土间的摩擦角墙背和填土间的摩擦角1515，计算，计算抗滑稳定系数。抗滑稳定系数。2020GabBh1z1hEbEaGMMKaxayt倾覆抗倾覆cotzBb01tanBzh06 . 11hEbEaGMMKaxayt倾覆抗倾覆cotzBb01tanBzh【例【例1616】挡土墙受挡土墙受主动土压力为主动土压力为70KN/m70KN/m，墙，墙后填土对墙背的摩擦角后填土对墙背的摩擦角=13=13，墙背垂直，墙背垂直，已知挡土墙每延米的已知挡土墙每延米的自重为

18、自重为209.22KN/m209.22KN/m，挡，挡土墙的重心到墙趾的水平距离土墙的重心到墙趾的水平距离a=1.68ma=1.68m，求挡，求挡土墙的抗倾覆稳定安全系数土墙的抗倾覆稳定安全系数G5m5m2.7m2.7m【例【例1717】某挡土墙某挡土墙高高5m5m，挡土墙砌体重度为挡土墙砌体重度为25KN/m25KN/m3 3，挡土墙的墙背垂直光滑，墙后的填，挡土墙的墙背垂直光滑，墙后的填土为砂土，填土面水平，土为砂土，填土面水平，内摩擦角为内摩擦角为3030黏黏聚力为聚力为0 0，填土重度填土重度18KN/m18KN/m3 3，试验算挡土墙，试验算挡土墙的抗倾覆稳定性。的抗倾覆稳定性。 P

19、133 P133 例题例题5.85.85m5m318mKN0.7m0.7m3.1m3.1m30325mKN边坡边坡土坡的安全稳定系数：土坡的安全稳定系数：土坡中危险滑动面上土坡中危险滑动面上的抗剪强度的抗剪强度f f与剪应力与剪应力的比值，用的比值，用K K表示表示fK 坡顶坡顶坡肩坡肩坡角坡角坡脚坡脚坡底坡底土坡各个部分名称土坡各个部分名称 P135 图图5.39W WT TN NcossinWNWT垂直坡面的分力：顺坡方向的分力：tanftan NT抗滑力：tantansintancosWWTTK滑动力抗滑力1TTK滑动力抗滑力1tantanK【例【例1818】均质的无黏性土土坡，其均质的

20、无黏性土土坡，其内摩擦角内摩擦角为为3030，若要求土坡的，若要求土坡的安全稳定系数不能小安全稳定系数不能小于于1.21.2，则土坡的坡角最大为多少度？，则土坡的坡角最大为多少度？RWddWMs：土体绕圆心的滑动力矩RMLfR阻止土体的抗滑力矩：1sRMMK12O3黏性土最危险圆弧滑动面的确定方法黏性土最危险圆弧滑动面的确定方法12H HH H4.5H4.5HO1O2O4O53m【例【例1919】已知某土坡已经达到极限平衡状态其稳已知某土坡已经达到极限平衡状态其稳定安全系数定安全系数K=1K=1，其下滑部分的截面面积为其下滑部分的截面面积为30.2m30.2m2 2，其重心到滑动圆心的距离为其重心到滑动圆心的距离为3.2m3.2m，重度，重度17KN/m17KN/m3 3，为确保边坡安全对坡脚进行反压，为确保边坡安全对坡脚进行反压，反压体的截面反压体的截面面积为面积为9m9m2 2，重心到滑动圆心的距离，重心到滑动圆心的距离3m3m，重度，重度20KN/m20KN/m3 3，求反压后的安全系数，求反压后的安全系数 0909年注册岩土年注册岩土工程师考题工程师考题W3.2mbbhh实际实际换算R条分法忽略了条分法忽略了条间的作用力条间的作用力iiiiiiiiWTWNsincosiiiiiiiiiiWlcNlctancostani