土压力与边坡稳定

1、第六章第六章 土压力与边坡稳定土压力与边坡稳定第一节第一节 概述概述挡挡土土墙墙是是防防止止土土体体坍坍塌塌的的构构筑筑物物。 土压力是指挡土墙后的填土因自重或土压力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向压力外荷载作用对墙背产生的侧向压力. 一、土压力的类型一、土压力的类型1.静止土压力合力静止土压力合力 如果挡土墙静止不动，在土压力的作用下不向任何方向发生移动或转动（墙后土体处于弹性平衡状态），此时作用在墙背上的土压力称静止土压力合力.0Ezk 000静止土压力，单位为（静止土压力，单位为（kPakPa）；）； 0k静止土压力系数；静止土压力系数； 墙后填土的重度，单位为（墙后

2、填土的重度，单位为（kN/mkN/m3 3）；）； z计算点的深度，单位为（计算点的深度，单位为（m）。）。 aE 如果挡土墙向离开土体方如果挡土墙向离开土体方向移动或转动，墙后土压向移动或转动，墙后土压力逐渐减小。当位移达到力逐渐减小。当位移达到一定值时，墙后土体即将一定值时，墙后土体即将出现滑裂面（墙后填土处出现滑裂面（墙后填土处于主动极限平衡状态），于主动极限平衡状态），此时作用在墙背上的土压此时作用在墙背上的土压力称为主动土压力合力力称为主动土压力合力.3.被动土压力合力被动土压力合力 pE挡土墙在外力作用下，挡土墙在外力作用下，向墙背方向移动或转向墙背方向移动或转动时，墙挤压土体，动

3、时，墙挤压土体，墙后土压力逐渐增大，墙后土压力逐渐增大，当达到某一位移量时，当达到某一位移量时，土体即将上隆（墙后土体即将上隆（墙后土体处于被动极限平土体处于被动极限平衡状态），此时土压衡状态），此时土压力达到最大值，该土力达到最大值，该土压力称为被动土压力压力称为被动土压力合力合力 相同条件下相同条件下, ,0EpEaE 二、朗肯土压力理论 朗肯土压力理论是根据半空间的应力状态和土体极限平衡理论建立的，即将土中某一点的极限平衡条件应用到挡土墙的土压力计算中，其基本假设为：1）挡土墙是无限均质土体的一部分；2）墙背垂直光滑；3）墙后填土面是水平的。245tan2245tan231c245tan

4、2245tan213c245tan231245tan213a aaakczk2 245tan2 akaazk 粘性土： 无粘性土： 主动土压力,单位为（kPa）； c填土的粘聚力，单位为（kPa）； ak主动土压力系数， ；填土的内摩擦角，单位为（ ）。粘性土主动土压力包括两部分：一部分粘性土主动土压力包括两部分：一部分是由粘聚力是由粘聚力引起的负侧压力（引起的负侧压力（ade），），c一部分是由土的自重引起的正侧压力（一部分是由土的自重引起的正侧压力（abc），），这两部分土压力叠加的结果见图这两部分土压力叠加的结果见图6-5c）。）。 aaakcHkHE2210z222221ckcHkHa

5、aaaakcHkHE2210z222221ckcHkHaaaE通过三角形压力分布图通过三角形压力分布图abcabc的的 形心，即作用在离墙底形心，即作用在离墙底3/0zH处。处。无粘性土的主动土压力与无粘性土的主动土压力与z z成正比，沿成正比，沿墙高的土压力是三角形分布墙高的土压力是三角形分布. . aE的作用点通过三角形压力分布图的作用点通过三角形压力分布图ABCABC的形心，距墙底的形心，距墙底H/3/3处。处。aaakHHHkE22121pE（二）被动土压力合力二）被动土压力合力当挡土墙受到被动土压力作用时，墙后一定范围内填土达当挡土墙受到被动土压力作用时，墙后一定范围内填土达到被动极

6、限平衡状态。到被动极限平衡状态。 PkPPPkczk2PPkz粘性土：粘性土： 无粘性土：无粘性土： 为朗肯被动土压力系数；为朗肯被动土压力系数；P被动土压力被动土压力, ,单位为（单位为（kPakPa），其余符号同前。），其余符号同前。PPPkczk 2PPkz /3/3处处, ,方向垂直墙背。粘性土的被动土压力合力方向垂直墙背。粘性土的被动土压力合力作用点在梯形的形心处，方向也垂直于墙背。作用点在梯形的形心处，方向也垂直于墙背。H无粘性土的被动土压力合力作用点距墙底无粘性土的被动土压力合力作用点距墙底c【例题【例题】6-16-1 =10kPa=10kPa，20、18kN/m18kN/m3 3。试求主动土。试求主动土有一挡土墙有一挡土墙, ,高高5m,5m,墙背直立、光滑，墙背直立、光滑，填土面水平，填土的物理力学性质指标如下：填土面水平，填土的物理力学性质指标如下：压力、主动土压力合力及其作用点位置，并绘出主动土压力、主动土压力合力及其作用点位置，并绘出主动土压力分布图。压力分布图。kPakPamkPaa1.3022045tan10222045tan51