第六章、土压力及土坡稳定.ppt

1、第 六 章 土压力及土坡稳定,北京地铁十号线3.28滑坡事例,广州地铁附近工地塌方 两楼房倾斜墙体开裂,山体滑坡,峨眉山山体滑坡正在抢修,边坡防护网,延安宝塔面临滑坡威胁,挡土墙应用举例,垮塌的重力式挡墙,挡土结构,挡土墙分类 (a)重力式挡土墙 (b)悬臂式挡土墙 (c)扶壁式挡土墙(d)锚杆、锚定板挡土墙 (e)板桩墙,挡土结构物及其土压力,混凝土挡土墙及复合排水管,上海市外环过江隧道岸埋段基坑支撑,无法打锚杆，相邻建筑物的基础较深,地下管线,内支撑,在影响土压力的诸多因素中,墙体位移条件是最主要的因素。墙体位移的方向和相对位移量决定着所产生的土压力的性质和土压力的大小。,土压力类型,二、

2、土压力的类型,静止土压力 被动土压力 主动土压力,3.被动土压力 （Passive earth pressure),墙体位移和土压力性质,1.静止土压力 （Earth pressure at rest),2.主动土压力 （Active earth pressure),土压力理论,库伦土压力理论(Coulomb,1773) 朗肯土压力理论(Rankine,1857),计算模型： 可按土体处于侧限条件下的弹性平衡状态进行计算。,（二） 静止土压力计算,二、静止土压力计算,半无限体,竖向应力,水平应力,侧压力系数,弹性力学,经验公式,E0,H,静止土压力的分布,0, z,K0 z,弹性平衡状态时的莫

3、尔圆,自重应力,竖直截面上的法向应力,静止土压力,小结,挡土墙 土压力 土压力性质 影响因素 静止土压力计算 如何计算主动和被动土压力？,一.半无限土体中的极限平衡应力状态和朗肯土压力：,6.2朗肯(Rankine)土压力理论,1.主动极限平衡应力状态,2、朗肯土压力理论基本条件和假定,条件 墙背光滑 墙背垂直 填土表面水平 假设 墙后各点均处于极限平衡状态,二.墙背光滑垂直、墙土表面水平的土压力计算,(一).填土为砂土 由于墙背光滑垂直（没有剪应力），墙背相当于一个半无限土体中的对称线，墙后为半无限土体的一半。,(一) 填土为砂土,1.主动土压力,主动土压力分布 墙后破裂面形状,45/2,1

4、.主动土压力,pa=sh=tg2(45-f/2 )gz Ka= tg2(45-f/2 ) 直线分布 合力 Ea=1/2 Ka gH2 作用点：底部以上1/3H处 滑裂面方向：与水平夹角45+f/2,(一) 填土为砂土,主动土压力分布,2.被动土压力,(一) 填土为砂土,被动土压力分布 墙后破裂面形状,2.被动土压力,pp=sh=tg2(45+f/2 )gz Kp= tg2(45+f/2 ) 直线分布 合力 Ep=1/2 Kp gH2 作用点：底部以上1/3H处 滑裂面方向：与水平夹角45-f/2,(一) 填土为砂土,1.主动土压力,(二) 填土为粘性土,1.主动土压力,(一) 填土为粘性土,主

5、动土压力分布,1.主动土压力,zz0 拉应力，开裂,zz0,(一) 填土为粘性土,总主动土压力,2.被动土压力,(一) 填土为粘性土,小结,基本条件和假定 极限应力分析 破坏形式 主动和被动 砂土和粘性土,如果墙背不垂直，光滑 墙后填土任意 如何计算挡土墙后的土压力？,6.3 库仑土压力理论,(一) 主动土压力,当b=d=a=0时，即： 墙背光滑 垂直， 填土表面水平时 与朗肯土压力理论一致,(二) 被动土压力,求解方法类似主动土压力 变化,取若干滑裂面,使E最小 dE/d =0, 求得，得到：,土压力分布,(二) 被动土压力,粘性土的图解法,W中包括BCDE,四 朗肯和库仑土压力理论的比较,（一） 分析方法,区别 朗肯 库仑,极限平衡状态,土体内各点均处于极限平衡状态,刚性楔体,滑面上处于极限平衡状态,极限应力法 滑动楔体法,（二） 应用条件,（三） 计算误差-朗肯土压力理论,墙背垂直 实际 d 0,郎肯主动土压力偏大 郎肯被动土压力偏小,（三）计算误差-库伦土压力理论,由于实际滑裂面不一定是平面,主动土压力偏小 不一定是最大值,被动土压力偏大 不一定是最小值,（三）计算误差-与理论计算值比较,（三） 计算误差-与理论计算值比较,（三）计算误差-与理论计算值比较,=0 滑裂面是直线，三种理论计算Ka, Kp相同 0 Ka 朗肯偏大10%左右，工程偏安全