7土压力和土坡ppt课件

1、6、土压力和土坡稳定、土压力和土坡稳定E6.1 6.1 概述概述E6.2 6.2 朗肯土压力实际朗肯土压力实际E6.3 6.3 库仑土压力实际库仑土压力实际E6.4 6.4 挡土墙设计挡土墙设计E6.5 6.5 土坡稳定土坡稳定山体滑坡山体滑坡6.1 概述概述 峨眉山山体滑坡正在抢修峨眉山山体滑坡正在抢修中国重庆市武隆县发生山体滑坡性地质灾祸的现场。此次滑坡产生土石方二万余立方米，由于山体中发生风化，加上大量雨水浸泡，诱发了山体一侧忽然发生滑坡灾祸。延安宝塔面临滑坡要挟延安宝塔面临滑坡要挟土压力通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用土压力通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧

2、压力。对墙背产生的侧压力。E填土面填土面码头码头桥台桥台E隧道侧墙隧道侧墙E挡土墙运用举例挡土墙运用举例护坡桩构成的挡土构造护坡桩构成的挡土构造加筋土挡墙加筋土挡墙E填土填土重力式挡土墙重力式挡土墙挡土墙在土压力的作用下挡土墙在土压力的作用下分开墙后填土发生位移分开墙后填土发生位移墙体位移与土压力类型墙体位移与土压力类型天然坝天然坝 坝高坝高290 m滑坡堰塞湖滑坡堰塞湖 库容库容15亿方亿方静止压力静止压力被动土压力被动土压力自动土压力自动土压力土压力土压力土压力类型土压力类型 挡土墙能够的位移方向不同，强反面接受挡土墙能够的位移方向不同，强反面接受土压力的类型与大小不同。土压力的类型与大小

3、不同。 挡土墙所受土压力的大小并不是一个常挡土墙所受土压力的大小并不是一个常数，而是随位移量的变化而变化。数，而是随位移量的变化而变化。一、土压力类型及产生条件一、土压力类型及产生条件静止土压力静止土压力E0E0 挡土墙为刚性不动时，墙后填土处于静挡土墙为刚性不动时，墙后填土处于静止形状不产生位移和变形处于弹性平衡形止形状不产生位移和变形处于弹性平衡形状，此时作用在挡土墙上的土压力。状，此时作用在挡土墙上的土压力。填土填土6.1 土压力产生的条件土压力产生的条件EE对称的刚性挡土墙在各种对称的刚性挡土墙在各种力的共同作用下静止不动力的共同作用下静止不动 静止土压力静止土压力z z zszszs

4、hshshszsz计算自重应力的假定与静计算自重应力的假定与静止土压力产生的条件一样止土压力产生的条件一样zzszkhs0zkphs00hh/320021hkEK0 常用阅历公式计算常用阅历公式计算对于砂土、正常固结粘土对于砂土、正常固结粘土sin10KkPakN/mhk0 挡土墙背叛填土方向转动或挪动，至墙挡土墙背叛填土方向转动或挪动，至墙后填土到达极限平衡形状时，作用在挡土墙后填土到达极限平衡形状时，作用在挡土墙上的土压力。上的土压力。自动土压力自动土压力EaEa = H土压力土压力E15EafE墙体外移，土墙体外移，土压力逐渐减小压力逐渐减小Ep土压力土压力E - H15% 挡土墙向填土

5、方向转动或挪动，至墙后挡土墙向填土方向转动或挪动，至墙后填土到达极限平衡形状时，作用在挡土墙上填土到达极限平衡形状时，作用在挡土墙上的土压力。的土压力。被动土压力被动土压力EpEpfE墙体内移，土墙体内移，土压力逐渐增大压力逐渐增大E桥面桥面拱桥桥台拱桥桥台挡土墙在各种力的共同作挡土墙在各种力的共同作用下向墙后填土挤压用下向墙后填土挤压6.2 朗肯土压力实际朗肯土压力实际6.2.1 朗肯土压力简介朗肯土压力简介土的极限土的极限平衡条件平衡条件半空间的半空间的应力形状应力形状土压力的计土压力的计算方法算方法 朗肯土压力实际的假设：朗肯土压力实际的假设： 1.挡土墙反面竖直挡土墙反面竖直 2.墙背

6、光滑墙背光滑 3.墙后填土面程度墙后填土面程度 1. 1.无粘性土无粘性土 s ss ss ss s s ss s s ss ssin )245( )245( 3131213231 或或或或tgtg一、土体的极限平衡形状一、土体的极限平衡形状6.2.3 朗肯土压力计算朗肯土压力计算 2. 2.粘性土粘性土)245(2)245( )245(2)245( 213231 s ss s s ss s tgctgtgctg或或 aaazKztg s s s s 或或)245(2 1. 1.无粘性土无粘性土二、自动土压力计算二、自动土压力计算aaaKHEtgHE22221)245(21 或或EaH3H无粘

7、性土的自动土压力强度分布图无粘性土的自动土压力强度分布图aHK 2. 2. 粘性土粘性土aaaaKczKtgcztg2)245(2)245(2 s s s s或或 2202221)2)(21cKcHKHKcHKzHEaaaaa aKcz 20 临界深度临界深度EaH30zH 粘性土的自动土压力强度分布图粘性土的自动土压力强度分布图aHK adebc0z三、被动土压力计算三、被动土压力计算 1. 1. 无粘性土无粘性土pppzKztg s s s s 或或)245(2ppKHE221 Ep无粘性土的被动土压力强度分布图无粘性土的被动土压力强度分布图pHK 3HH 2. 2. 粘性土粘性土pppp

8、KczKtgcztg2)245(2)245(2 s s s s或或pppKcHKHE2212 EpppKcHK2 pKc2粘性土的被动土压力强度分布图粘性土的被动土压力强度分布图 四、当填土面有均布荷载时的土压力计算四、当填土面有均布荷载时的土压力计算 当挡土墙后填土面有延续均布荷载作用时，当挡土墙后填土面有延续均布荷载作用时，土压力的计算方法是将均布荷载换算成当量的土压力的计算方法是将均布荷载换算成当量的土重。土重。 qh Ea填土面有均布荷载的土压力计算填土面有均布荷载的土压力计算aKHh)( H qh q6.3 库仑土压力实际库仑土压力实际 6.3.1 库仑土压力简介库仑土压力简介土的极

9、限土的极限平衡形状平衡形状滑动楔体静滑动楔体静力平衡条件力平衡条件土压力的计土压力的计算方法算方法库伦土压力实际的根本假设：库伦土压力实际的根本假设： 1.墙后的填土是理想的散粒体粘聚力墙后的填土是理想的散粒体粘聚力c=0； 2.滑动破坏面为一经过墙踵的平面。滑动破坏面为一经过墙踵的平面。一、自动土压力一、自动土压力 按库伦实际求自动土压力按库伦实际求自动土压力WREWREACB 6.3.2 库仑土压力计算库仑土压力计算 作用于土楔上的力：作用于土楔上的力：1.土楔体的自重土楔体的自重 ； 2.破坏面上的反力破坏面上的反力R；3.墙背对土楔体的反力墙背对土楔体的反力E； 由土楔体的静力平衡条件

10、得：由土楔体的静力平衡条件得： ABCW)sin()sin( WE)sin()sin(cos)sin()cos()cos(2122 HE作用在墙背上的土压力作用在墙背上的土压力库伦自动土压力的普通表达式：库伦自动土压力的普通表达式：2222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cos21 HEa或或aaKHE221 0 ddEEmax所对应的挡土墙后填土的破坏所对应的挡土墙后填土的破坏角角 cr，即为真正滑动面的倾角。，即为真正滑动面的倾角。 库伦自动土压力强度沿墙高呈三角形分库伦自动土压力强度沿墙高呈三角形分布，自动土压力的作用点在距墙底布，自动土压力的作用点在距墙底

11、H/3H/3处。处。 当墙背垂直、光滑，填土面程度时，库当墙背垂直、光滑，填土面程度时，库伦自动土压力的普通表达式与朗肯公式一样。伦自动土压力的普通表达式与朗肯公式一样。)245(2122 tgHEa二、被动土压力二、被动土压力 按库伦实际求被动土压力按库伦实际求被动土压力WREWREACB 按求自动土压力同样的原理可求得被动按求自动土压力同样的原理可求得被动土压力的库伦公式为：土压力的库伦公式为：2222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cos21 HEp或或ppKHE221 库伦被动土压力强度沿墙高呈三角形分库伦被动土压力强度沿墙高呈三角形分布，被动土压力的作用

12、点在距墙底布，被动土压力的作用点在距墙底H/3H/3处。处。 )245(2122 tgHEp 当墙背垂直、光滑，填土面程度时，库当墙背垂直、光滑，填土面程度时，库伦被动土压力的普通表达式与朗肯公式一样。伦被动土压力的普通表达式与朗肯公式一样。 6.4 土压力计算方法的一些问题土压力计算方法的一些问题朗肯实际与库伦实际的比较朗肯实际与库伦实际的比较 1. 1.朗肯土压力实际：朗肯土压力实际： 1 1根据：半空间的应力形状和土的极限根据：半空间的应力形状和土的极限平衡条件平衡条件 2 2概念明确、计算简单、运用方便概念明确、计算简单、运用方便 3 3实际假设条件实际假设条件 4 4实际公式直接适用

13、于粘性土和无实际公式直接适用于粘性土和无粘性土粘性土 5 5由于忽略了墙背与填土之间的摩由于忽略了墙背与填土之间的摩擦，自动土压擦，自动土压 力偏大，被动土压力偏小。力偏大，被动土压力偏小。 2. 2.库伦土压力实际：库伦土压力实际： 1 1根据：墙后土体极限平衡形状、楔体的根据：墙后土体极限平衡形状、楔体的静力平静力平 衡条件衡条件 2 2实际假设条件实际假设条件 3 3实际公式仅直接适用于无粘性土实际公式仅直接适用于无粘性土 4 4思索了墙背与土之间的摩擦力，思索了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背并可用于墙背 倾斜，填土面倾斜的情况。倾斜，填土面倾斜的情况。但库伦实际假设破但库伦实际假设

14、破 裂面是一平面，与按滑动面裂面是一平面，与按滑动面为曲面的计算结果为曲面的计算结果 有出入。有出入。1.1.重力式挡土墙重力式挡土墙2.2.悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙墙顶墙顶墙基墙基墙趾墙趾墙面墙面墙背墙背墙趾墙趾墙踵墙踵立壁立壁钢筋钢筋6.5 挡土墙设计挡土墙设计6.5.1 挡土墙类型挡土墙类型3.3.扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙4.4.锚定板式与锚杆式挡土墙锚定板式与锚杆式挡土墙墙趾墙趾墙踵墙踵扶壁扶壁墙板墙板锚定板锚定板基岩基岩锚杆锚杆1.1.稳定性验算：抗倾覆稳定和抗滑稳定稳定性验算：抗倾覆稳定和抗滑稳定抗倾覆稳定验算抗倾覆稳定验算zfEaEazEaxG06 . 10faxfaztzExE

15、GxK抗倾覆稳定条件抗倾覆稳定条件)cos(aazEE)sin(aaxEEcotzbxf0tanbzzf挡土墙在土压力作用下能够绕墙趾挡土墙在土压力作用下能够绕墙趾O O点向外倾覆点向外倾覆Ox0 xfbz6.5.2 挡土墙计算挡土墙计算抗滑稳定验算抗滑稳定验算3 . 1)(tatannsGEEGK抗滑稳定条件抗滑稳定条件0cosGGn)cos(0aanEEEaEanEatGGnGt0O挡土墙在土压力作用下能够沿根底挡土墙在土压力作用下能够沿根底底面发生滑动底面发生滑动0sinGGt)sin(0aatEE为基底摩擦系数，根据土的类别查表得到2.2.地基承载力验算地基承载力验算基底平均应力基底平

16、均应力pf基底最大压应力基底最大压应力pmax1.2ff为地基承载为地基承载力设计值力设计值3.3.墙身强度验算墙身强度验算 根据墙身体料分别按砌体构造、素混凝土根据墙身体料分别按砌体构造、素混凝土构造或钢筋混凝土构造的有关计算方法进展。构造或钢筋混凝土构造的有关计算方法进展。1.1.墙背倾斜方式墙背倾斜方式仰斜、直立和俯斜仰斜、直立和俯斜E1仰斜仰斜E2直立直立E3俯斜俯斜E1E2E36.5.3 重力式挡土墙的体型与构造重力式挡土墙的体型与构造2.2.墙后排水措施墙后排水措施 墙后填土宜选择透水性较强的填料，假设采用粘土，墙后填土宜选择透水性较强的填料，假设采用粘土，应混入一定量的块石，增大

17、透水性和抗剪强度，墙后填土应混入一定量的块石，增大透水性和抗剪强度，墙后填土应分层夯实。应分层夯实。3.3.填土质量要求填土质量要求泄水孔泄水孔粘土夯实粘土夯实滤水层滤水层泄水孔泄水孔粘土夯实粘土夯实粘土夯实粘土夯实 截水沟截水沟土坡滑动的定义土坡滑动的定义土坡的失稳的要素土坡的失稳的要素6.6 土坡稳定土坡稳定6.6.1 土坡稳定性简介土坡稳定性简介的要素的要素呵斥土坡失稳呵斥土坡失稳内在要素：土体本身抗剪强度内在要素：土体本身抗剪强度 的降低的降低外在要素：剪应力的添加外在要素：剪应力的添加坡底坡底坡脚坡脚坡面坡面坡肩坡肩坡顶坡顶坡高坡高简单土坡简单土坡坡角坡角土坡的顶面和土坡的顶面和底面都是程度底面都是程度的，并伸至无的，并伸至无穷远，土坡由穷远，土坡由均质土组成。均质土组成。1.无粘性土坡稳定性分析无粘性土坡稳定性分析 6.6.2 简单土坡的稳定性分析简单土坡的稳定性分析无粘性土的简单土坡无粘性土的简单土坡抗滑力为抗滑力为tgcosWTf抗滑力与滑动力之比称为稳定平安系数抗滑力与滑动力之比称为稳定平安系数K滑动力为滑动力为 sinWT 普通要求普通要求K1.