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1、第三章 土压力与土坡稳定,土压力及其计算,1.分类：按位移方向和墙后土体的应力状态分为： 静止土压力、主动土压力、被动土压力（图7-4),2.土压力性质和大小：是由挡土墙位移方向和位移量决定。,土压力的分类与相互作用,挡土墙的三种土压力,土压力及其计算,主动土压力,挡土墙向离开土体的方向移动，水平应力h 减小，竖向应力v保持不变，当位移达到一定 数值时，墙后填土达到极限平衡状态。 竖向应力v=z是大主应力1。 水平向土压力pa(主动土压力)是 小主应力3。 利用极限平衡条件下1与3的关 系，直接求得主动土压力的强度pa。 pa=3 (主动土压力),土压力及其计算,1.朗肯主动土压力计算无粘性土
2、,无粘性土的极限平衡条件 沿深度方向分布的主动土压力 朗肯主动土压力系数 单位墙长度上的土压力合力Ea,无粘性土主动土压力,-主动土压力增大系数，墙体高度小于5m时取1.0；墙体高度为58m时取1.1；墙体高度大于8m时取1.2,例题3-1,土压力及其计算,1. 填土面上有均布荷载q （超载） 在墙后距填土面为z深度处： 大主应力(竖向)1=q+z， 小主应力(水平向) 3=pa 根据土的极限平衡条件： 粘性土： 砂土： 填土为粘性土时，临界深度： 若超载q较大，计算的z0为负值，墙顶处土压力,三、几种常见情况下的土压力计算,例题3-2,土压力及其计算,2.分层填土：按各层的土质情况，分别确定
3、每层土作用于墙背的土压力。 第一层土按指标1、1和c1计算土压力。 计算第二层土时将上层土视作该层土上的均布荷载，用该层土的指标1、1和c2来进行计算。 其余土层同样可按第二层土的方法来计算。,分层填土,例题3-3,土压力及其计算,3.填土中有地下水：墙背同时受到土压力和静水 压力的作用。 地下水位以上的土压力可按前述方法计算。 地下水位以下土层的土压力，应考虑地下水引起填土重度 的减小以及抗剪强度改变的影响。 但在一般工程中，可不计地下水对土体抗剪强度的影响， 而只需以有效重度和土体原有的c和值来计算土压力。 总侧压力为土压力和水压力之和。 水土分算与水土合算法 水土分算法：将土压力和水压力
4、先分开计算再叠加的方法。 适用范围：适合于永久性挡土结构或渗透性较大的砂性土。 水土合算法：将地下水位以下的土体重度取为饱和重度来计算，水压力则不再单独计算。 适用范围：适合于渗透性较小的粘性土。,例题3-4,土压力及其计算,在相同的墙高和填土条件下：EaE0Ep,1.静止土压力定义：墙无移动、土无变形，土体处于 弹性平衡状态。 2.墙身位移与静止土压力E0的关系：,土压力及其计算,3.静止土压力计算 按半空间弹性变形体在土的自重作用 下无侧向变形时的水平侧压力： p =K0z 若土体为均质土，则K0与均为常数 K0=/(1-) 由于土的很难确定，K0常用经验公式计算。 对于砂土、正常固结粘土
5、： K01-sin p与z成正比，静止土压力沿墙高呈三角形分布。,墙、土静止状态,h,静止土压力的分布,土压力及其计算,单位长挡土墙上的静止土压力合力E0为三角形分布图的面积。 E0的作用点位于三角形的形心，即距 墙底h/3处。 若土体为非均质土，必须分层计算。 水压力必须单独计算。(K0=1),墙、土静止状态,h,静止土压力的分布,土坡稳定性,挡土结构物(俗称挡土墙) ：是用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌，以保持土体稳定性的一种构筑物. 土压力：挡土墙承受的土体侧向压力。是设计挡土结构断面及验算其稳定性的主要荷载。,挡土结构及其土压力,土坡稳定性,挡土墙的应用举例,土坡稳定性,挡土墙的应用举例
6、,土坡稳定性,挡土墙的应用举例,土坡稳定性,挡土墙类型,（按刚度及位移方式分为刚性挡土墙和柔性挡土墙） 刚性挡土墙 定义：一般指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。,L型,预应力,刚性加筋,扶壁,圬 工 式,刚性挡土墙,土坡稳定性,刚性挡土墙背上的图压力分布,（按刚度及位移方式分为刚性挡土墙和柔性挡土墙） 刚性挡土墙 刚性挡土墙特点：刚度大,仅发生整体平移或转动的刚体位移，墙身的挠曲变形则可忽略。 土压力分布特点：墙背受到的土压力一般呈三角形分布，最大压力强度发生在底部，类似于静水压力的分布。,土坡稳定性,柔性挡土墙 定义：一般指用钢筋混凝土桩或地下连续墙所筑成的断面较小而长度较大的挡土
7、结构,柔性挡土墙,土坡稳定性,柔性挡土墙 柔性挡土墙特点：刚度小，发生明显挠曲变形，因而会影响土压力的大小和分布。 土压力分布特点：墙背受到的土压力成曲线分布，在一定条件下计算时可简化为直线分布。,柔性挡土墙上的土压力分布,土坡稳定性,土坡稳定性,土坡稳定性,挡土墙抗滑稳定验算,G-挡土墙每延米自重; 0-挡土墙基底的倾角; -挡土墙墙背的倾角; -土对挡土墙墙基底的摩擦角,可按规范表6.7.5-1选用; -土对挡土墙基底的摩擦系数,由试验确定,也可按表规范6.7.5-2选用.,土坡稳定性,土坡稳定性,土坡稳定性,抗倾覆稳定性应按下式验算,z-土压力作用点离墙踵的高度； x0-挡土墙重心离墙趾的水平距离； b-基底的水平投影宽度。,挡土墙事故分析,挡土墙事故分析,挡土墙事故分析,挡土墙事故分析,挡土墙事故分析,挡土墙事故分析,