第七章 土压力和土坡稳定性

第七章土压力与土坡稳定7.1概述7.2土压力分类7.3郎肯土压力理论7.4库仑土压力理论7.5特殊情况下土压力计算7.6挡土墙设计7.7土坡稳定性分析

7.1概述挡土墙——防止土体坍塌的构筑物。桥台2、土压力——挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力。3、土坡：土坡分为天然土坡和人工土坡，由于某些外界不利因素，土坡可能发生局部土体滑动而失去稳定性。1、挡土墙的应用

7.2土压力分类一、影响土压力的因素1、填土性质：包括填土重度、含水量、内摩擦角、内聚力的大小及填土表面的形状（水平、向上倾斜、向下倾斜）等。2、挡土墙形状、墙背光滑程度、结构形式。3、挡土墙的位移方向和位移量。二、土压力分类：1、静止土压力：墙本身不发生变形和任何位移（移动和转动），土处于弹性平衡状态。2、主动土压力：墙离开填土向前发生位移至土体达到极限平衡状态。3、被动土压力：墙向填土方向发生位移至土体达到极限平衡状态。

7.2土压力分类（1）主动土压力（2）被动土压力（3）静止土压力主动土压力被动土压力静止土压力实验研究表明：在相同条件下，土压力有如下关系：产生被动土压力所需的位移量大大超过产生主动土压力所需的位移量。三、静止土压力计算：取单位墙长，总静止土压力：——静止土压力系数，可近似按计算。

7.2土压力分类=0Kμ1-μ

7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)朗肯土压力理论是根据半空间的应力状态和土的极限平衡条件得出的土压力计算方法。在半空间中取一微单元体M，当整个土体都处于静止状态时，各点都处于弹性平衡状态：主动状态：被动状态：

7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)郎肯假设：1、挡土墙墙背垂直。2、墙后填土表面水平。3、墙背光滑无摩擦力，因而无剪应力，即墙背为主应面。一、主动土压力由土的强度理论可知，当土体中某点处于极限平衡状态时，大小主应力之间应满足以下关系：粘性土：无粘性土：

7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)

假定条件：墙背光滑（满足剪应力为零的边界条件）、直立、填土面水平。当挡墙偏离土体时，逐渐减小到时达到朗肯主动极限平衡状态，主动土压力强度为：粘性土：无粘性土：

7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)主动土压力合力（取单位墙长计算）：无粘性土粘性土无粘性土：粘性土：令得

7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)二、被动土压力无粘性土：粘性土：

7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)无粘性土：粘性土：

7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)三、几种情况下的土压力计算（一）填土表面有均布荷载无粘性土Hz情况1情况2情况3

7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)(二)成层填土(三)墙后填土有地下水下层应为,可近似认为1

7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)

7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)

7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)

7.3朗肯土压力理论(Rankine,1857)7.4库伦土压力理论研究方法：根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔体，从楔体的静力平衡条件得出的土压力计算理论。（为平面问题）基本假定：墙后填土是理想的散粒体（c=0）；滑动破坏面为通过墙踵的平面。一、主动土压力楔体在三力作用下处于静力平衡状态，由力矢三角形按正弦定理：力矢三角形令得到E为极大值时的破坏角，代入上式得：——库伦主动土压力系数查表4-1。7.4库伦土压力理论二、被动土压力——被动土压力系数。7.4浓库慢伦土压毒力理论三、粘性土的土压力图解法：假定若干个滑动面试算，求出其中最大值，即为主动土压力。7.4拔库伦土诸压力理论四、«可建筑地洒基基础摄设计规锹范»推仁荐的公辉式该规范叙（GB啄500顶07-助200锤2）推惨荐的公要式采用套与楔体输试算法罪相似的哥平面滑会裂面假单定，得宿到主动烧土压力章为：——主动土压力系数。7.4抓库基伦土压慌力理论五、朗肯续理论与库额伦理论比漫较1、基本徐假定：前者偶假定挡供墙光滑速、直立趴、填土民面水平植；后者堤假定填全土为散攀体（c胀=0）悬。2、基梨本方法：前者叶应用半秤空间中失应力状巡寿态和极申限平衡课理论；坛后者按使墙后滑绵动土楔旁体的静罪力平衡殖条件导俯出计算珠公式。3、结伶果比较：朗肯理着论忽略了浮墙背与填偷土之间的帆摩擦影响削，使计算按的主动土义压力偏大生，被动土布压力偏小羽；库伦理达论假定破忌坏面为一手平面，而熔实际上为炭曲面。实姐践证明，爆计算的主抛动土压力辰误差不大易，而被动英土压力误晨差较大。7.4找库伦土杨压力理论五、库令尔曼图尤解法步骤：的分连7.4页库伦土楚压力理论7.5腊挡土墙现设计一、挡芝土墙的经类型1、重力钉式挡土墙竹（1）；2、悬臂偷式挡土墙炉（2）；3、扶狠壁式挡栋土墙（猜3）。（1）（2）（3）二、挡土仇墙的计算设计方法趁：先假定当截面尺闪寸，然呢后验算胃稳定性抖及强度探，若不惭满足要陶求，再究修改设普计。计算内容闻：（1）稳痒定性验算载，包括抗呢倾覆和抗天滑移验算辱；（2）地慨基承载力星验算；（3）充墙身强茅度验算染。7.5秋挡土墙贝设计7.5际挡土墙和设计1.6≥=倾覆力矩抗倾覆力矩tK0+=faxfaztzExEGxK（一）倾覆稳定性验算≥1.67.5智挡讨土墙设盲计（二）滑动稳定性验算3.1=滑动力抗滑动力sK()3.1-+=tatannsGEEGKm（三）地基承载力验算（四）墙身强度验算滑动稳定验算≥≥ff2.1pkmaxpk≤≤aa7.5罗挡豆土墙设梨计7.5姨挡戏土墙设虫计7.5叉挡阀土墙设宝计7.5崇挡己土墙设塔计7.5梅挡塑土墙设素计7.6乳土坡和难地基的稳帐定性分析一、土坡挎稳定性分革析1、土浴坡滑动月（滑坡便）土坡在打一定范妨围内整爽体地沿顺某一滑辨动面向串下和向刑外滑移贩而丧失沃稳定性赚。滑坡2、原乔因：（1）颂剪应力并增大；邮（2）阻抗剪强符度减小丙；（3）骡静水力叹的作用号。3、简单亡土坡：指由均絮质土组黄成，坡拉面单一酸，顶面刑与底面骡均水平涉，且长建度为无嫌限长的戏土坡。无粘性土摆坡稳定性展分析（一）型无粘性凉土坡稳捕定性分倦析取坡面疯上土颗伍粒M来缩慧研究：1.1创5~1煤.5=K稳定安蹄全系数从上式看生出，只要锋土坡就是搜稳定的。7.6环土坡和碗地基的稳初定性分析土坡和地皮基的稳定攀性分析土坡剖面作用在土条上的力（二）粘性土坡稳定分析毕肖普分条法：1、作用在土条上的力如右图所示；2、假定的合力与的合力相等且在同一直线上。由静力平衡条件得：作用在ef面上的正应力和剪应力分别为：土坡和地下基的稳定述性分析土坡剖面作用在土条上的力3、作用在滑动面ab上的总剪切力之和：4、按总应力法，土条ef上的抗剪力为：如采用有效应力法，取，则抗剪力表示为：土坡和寄地基的残稳定性孤分析5、整个滑动面上的抗剪力为：6、抗剪力与剪切力之比定义为安全系数K：7、选取若干个滑弧试算，得安全系数最小的一个滑弧，即为最危险的滑弧。8、要求K大于1.1~1.5。9、最危险滑弧两端距坡顶点和坡脚点各为0.1nH处，且滑弧中心在ab线的垂直平分线上。土坡和地夜基的稳定隶性分析二、地尸基稳定巧性分析地基稳定泻性问题包特括：1、地团基承载辅力不足修而失稳江；2、水平钓荷载作用夕下的构筑秒物基础的阶倾覆和滑渗动失稳及赵边坡失稳角。本节只钳介绍水朴平荷载违下构筑弃物基础位连同地侧基一起掩滑动的锅地基稳纠定性问按题。（一）圆蹲弧分析法假定滑康动面为山圆弧滑摧动面，咏如下图铲：挡墙连同基础一起滑动土坡和作地基的婆稳定性酬分析先求出毙作用于杀滑动体芬的力系缎，即计词算绕圆崇弧中心事的滑动力