土坡稳定和土压力计算

1、第一节 土坡稳定分析(P165-186)第二节 挡土墙土压力(P143-164)l引言引言l一、无粘性土土坡稳定性一、无粘性土土坡稳定性 1.干的及水下的无粘性土土坡干的及水下的无粘性土土坡 2.渗流作用下的无粘性土土坡渗流作用下的无粘性土土坡l二、粘性土土坡稳定性分析二、粘性土土坡稳定性分析 1.瑞典圆弧法瑞典圆弧法 2.瑞典条分法瑞典条分法l研究意义研究意义 常见的地质灾害常见的地质灾害 工程上设计稳定合理的人工边坡工程上设计稳定合理的人工边坡l边坡失稳的类型和特点边坡失稳的类型和特点坡顶坡肩坡面坡脚坡角坡高土坡形态及各部分名称l1.计算土坡的稳定系数（计算土坡的稳定系数（Stabilit

2、y factor）l稳定系数稳定系数 Fs= 抗滑力抗滑力 / 下滑力下滑力2.设计合理的人工边坡角第一节 土坡稳定分析引言一、无粘性土土坡稳定性1.干的及水下的无粘性土土坡2.渗流作用下的无粘性土土坡二、粘性土土坡稳定性分析1.瑞典圆弧法2.瑞典条分法一、无粘性土土坡稳定性一、无粘性土土坡稳定性1.干的及水下的无粘性土土坡无粘性土的土坡稳定系数tantansintancosWWTTFfsNTW2.渗流作用下的无粘性土土坡JNTWJwiJ渗透力)sin()cos(wwiiJ产生的下滑力和法向力分别为)cos(sintan)sin(coswwfsiiTTFl hlh1l h2l A Al L w

3、 h1 A= w h2A +JJ= w h1 A- w h2 A = w （h1 - h2 ） A = w h A 单位体积的渗透力单位体积的渗透力 j=J/AL = w h A/AL = w Ij渗透力，渗透力，KN/m3；I水力坡度；水力坡度； w 水的重度，水的重度，KN/m3l渗透力为体积力渗透力为体积力NTWJ)cos(sintan)sin(coswwfsiiTTF分析：1.当渗流顺坡时 =sini)0cos(sinsintan)0sin(coswwfsiTTFtantantantansatwfsTTF）（tantan21tantansatfsTTF与干土相比降低1/2NTWJ0)c

4、os(sintan)sin(coswwfsiiTTF分析：2.渗流方向水平时 tanitantantan2）（）（wwfsTTF21tan2ww与干坡相比降低了一半多二、粘性土土坡稳定性分析l1.瑞典圆弧法瑞典圆弧法l2.瑞典条分法瑞典条分法二、粘性土土坡稳定性分析l1.瑞典圆弧法瑞典圆弧法(Swedish circle method)l基本假定基本假定:均质粘性土坡滑动时均质粘性土坡滑动时,滑动面近似为滑动面近似为圆弧形状圆弧形状,假定滑动面以上的土体为刚体假定滑动面以上的土体为刚体,假定假定属于平面应变问题属于平面应变问题OaADRWEf二、粘性土土坡稳定性分析l1.瑞典圆弧法瑞典圆弧法(

5、Swedishcirclemethod)OaADRWEfWaRLMMFfSRs滑动力矩抗滑力矩安全系数/二、粘性土土坡稳定性分析l1.瑞典条分法瑞典条分法(Swedish slice method)OaADRWf原理原理: :将滑动土体分成若干竖直土将滑动土体分成若干竖直土条条, ,求各土条对滑动圆心的抗滑力求各土条对滑动圆心的抗滑力矩和滑动力矩矩和滑动力矩, ,各取其总和各取其总和, ,计算安计算安全系数。全系数。niiiniiiTRsWcLWMMF11sincostan简便法（Fellenius）二、粘性土土坡稳定性分析l1.瑞典条分法瑞典条分法(Swedish slice method)

6、OaADRWfniiiiiiiiiiiaisWluWlcmF1sintancoscos1）（毕肖普法（Bishop）：假定土条间的作用力相等iiiiiaiWmsintansincos第七章第七章 土坡稳定和土压力计算土坡稳定和土压力计算第一节第一节 土坡稳定分析土坡稳定分析第二节第二节 挡土墙土压力挡土墙土压力一、挡土结构物的类型及用途一、挡土结构物的类型及用途二、土压力的种类及产生条件二、土压力的种类及产生条件三、朗金土压力理论三、朗金土压力理论四、库仑土压力理论四、库仑土压力理论l挡土结构物是挡土结构物是工程上常用的工程上常用的结构物结构物l种类、结构形种类、结构形式、材料等多式、材料等多

7、种多样种多样边坡锚索加固方式及锚索结构Surface and subsurface drains at the top of the hill divert water around the house. The large pipe at the base of the wall will be covered with several feet of gravel and will prevent water build-up and keep added pressure off the wall. By keeping the water off the unstable materi

8、al at the top of the hill and preventing any buildup behind the wall the hillside should be stabilized and not continue to threaten this home during Spring rains each year.lMany years ago rock and soil material was cast down the hillside by a coal mining operation. When the unstable material began s

9、liding it threatened those living above it. This emergency project anchored the slope just below the house and eliminated the danger of future slides impacting this property边坡防护网深基坑护坡武汉一高层建筑场地，1997.12PPpPaPoabco移向填土方向移向填土方向离开填土方向离开填土方向土压力作用形式土压力作用形式a-主动土压力；主动土压力；b-被动土压力；被动土压力；c-静止土压力静止土压力主动土压力主动土压力挡

10、土墙背在墙后填土的侧压力作用下，离开填土方向向前移动或转动时，土体内出现主动滑裂面，同时产生剪切阻力作用，阻止土体滑移，使侧向压力减小，随着墙身向前位移的不断增加，墙后填土内的剪切阻力作用也随之不断增大，直至土的抗剪强度已完全发挥，土体达到主动极限平衡状态，此时墙后填土作用在墙背上的土压力减至某一最小值，该土压力称为主动土压力Pa。 被动土压力被动土压力挡土墙在自重或外力作用下，墙背向后(填土方向)发生位移或转动，墙后填土受到墙背的推挤，亦向后产生位移，填土体内将产生被动滑裂面，填土内同时产生剪切阻力作用而阻止墙的挤压，使得侧向压力不断增大，随着墙身后位移不断增大，墙后土体内的剪切阻力作用也随

11、之不断增大，直至土的抗剪强度已完全发挥，达到被动极属状态，比时填土对墙身所产生的抗力称为被动土压力Pp。静止土压力静止土压力 当挡土墙不发生任何位移时，墙后填土作用于墙背上的土压力，称为静止土压力Po。 基本假设：1.墙本身是刚性的，即不考虑墙身的变形2.墙后的填土延伸到无限远处3.墙背（墙身与土接触面）垂直而光滑ccotc31tgcf2AOOOOOAsin)245tan(2)245(tan00231c)245tan(2)245(tan00213c回顾：极限平衡条件的分析回顾：极限平衡条件的分析土中某点处于剪切破坏时，剪切面与大主应力1作用面间的夹角0902245013利用极限平衡条件可以判断

12、土体是否达到剪切破坏、求极限平衡时主应力间关系3133hp主动土压力计算原理主动土压力计算原理)245tan(2)245(tan00213cph2450)245tan(2)245(tan00213cphaaZKp)245(tan02aK主动土压力系数主动土压力系数无粘性土无粘性土aaaKcZKp2粘性土粘性土aaZKp无粘性土无粘性土HH/3aHKaaaKcZKp2粘性土粘性土aHKaKc2z030zH aaKHHP202221)245(tan212202221)2)(21cKcHKHKcHKzHPaaaaa13被动土压力计算原理被动土压力计算原理11hp)245tan(2)245(tan00231cph外外力力滑动方向滑动方向2450)245tan(2)245(tan00231cph)245tan(2)245(tan0023cppZKp无粘性土无粘性土HH/3pHKpppKcZKp