第六章土压力与土坡稳定

会计学1第六章土压力与土坡稳定第1页/共46页Ep粘性土的被动土压力强度分布图6.3朗肯土压力理论第2页/共46页第3页/共46页假设条件：6.4库仑土压力理论①挡土墙向前移动；②墙后填土沿着墙背AB和填土中某一平面BC同时下滑，形成滑动楔体ΔABC③土楔体ΔABC处于极限平衡状态，不计本身压缩变形；④土楔体ΔABC对墙背的推力即为主动土压力Pa。第4页/共46页一、主动土压力

按库伦理论求主动土压力WRPaWRACB6.4库仑土压力理论Pa第5页/共46页

作用于土楔上的力：1.土楔体的自重；2.破坏面上的反力R；3.墙背对土楔体的反力Pa；由土楔体的静力平衡条件得：作用在墙背上的土压力6.4库仑土压力理论第6页/共46页库伦主动土压力的一般表达式：Pmax所对应的挡土墙后填土的破坏角

，即为真正滑动面的倾角。6.4库仑土压力理论第7页/共46页

库伦主动土压力强度沿墙高呈三角形分布，主动土压力的作用点在距墙底H/3处。

当墙背垂直、光滑，填土面水平时，库伦主动土压力的一般表达式与朗肯公式相同。6.4库仑土压力理论第8页/共46页二、被动土压力

按库伦理论求被动土压力WRPpWRACB6.4库仑土压力理论Pp第9页/共46页

按求主动土压力同样的原理可求得被动土压力的库伦公式为：或6.4库仑土压力理论第10页/共46页

库伦被动土压力强度沿墙高呈三角形分布，被动土压力的作用点在距墙底H/3处。

当墙背垂直、光滑，填土面水平时，库伦被动土压力的一般表达式与朗肯公式相同。6.4库仑土压力理论第11页/共46页

——朗肯理论与库伦理论的比较

1.朗肯土压力理论：

（1）依据：半空间的应力状态和土的极限平衡条件（2）概念明确、计算简单、使用方便（3）理论公式直接适用于粘性土和无粘性土（4）由于忽略了墙背与填土之间的摩擦，主动土压力偏大，被动土压力偏小。第12页/共46页

朗肯和库仑土压力理论的比较郎肯主动土压力偏大郎肯被动土压力偏小墙背垂直填土水平实际

d>

0E库仑RWE朗肯E库仑RWE朗肯第13页/共46页

2.库伦土压力理论：（1）依据：墙后土体极限平衡状态、楔体的静力平衡条件（2）理论假设条件（3）理论公式仅直接适用于无粘性土（4）考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填土面倾斜的情况。但库伦理论假设破裂面是一平面，与按滑动面为曲面的计算结果有出入。滑动面滑动面第14页/共46页6.5几种工程中常见的主动土压力计算一.粘性土应用库仑土压力公式计算二.填土上有荷载三.成层填土情况四.填土中有水五.墙背形状有变化第15页/共46页6.5几种工程中常见的主动土压力计算一.粘性土应用库仑土压力公式计算粘性土抗剪强度等值抗剪强度等值内摩擦角第16页/共46页Ea填土面有均布荷载的土压力计算二.填土上有荷载第17页/共46页二.填土上有荷载1、朗肯土压力理论

1=gz+qpa=3=qKa+gzKaHZ13qKaHKazKa第18页/共46页第19页/共46页第20页/共46页粘性土被动土压力的计算第21页/共46页6.5几种工程中常见的主动土压力计算三.成层填土CAg1

f1c1g2

f2c2H2H1朗肯理论1pa在B点的连续性2d

pa/dz(即pa斜率)在B点的连续性B第22页/共46页第23页/共46页第24页/共46页第25页/共46页三.成层填土情况第26页/共46页四、填土中有地下水时的土压力计算第27页/共46页第28页/共46页第29页/共46页第30页/共46页第31页/共46页选择原则：①挡土墙用途、高度与重要性；②建筑场地的地形与地质条件；③尽量就地取材，因地制宜；④安全而经济。挡土墙包括墙型选择、稳定性验算、地基承载力验算、墙身材料强度验算以及一些设计中的构造要求和措施等。1、重力式挡土墙⑴特点：体积大，靠墙自重保持稳定性。⑵适用：小型工程，挡土墙高度<5m。⑶材料：就地取材，砖、石、素混凝土。⑷优点：结构简单，施工方便，应用较广。⑸缺点：工程量大，沉降大。6.6挡土墙设计6.6.1挡土墙型式的选择第32页/共46页根据墙背倾斜方向分为仰斜、直立和俯斜三种。6.6.1挡土墙型式的选择第33页/共46页2、悬臂式挡土墙⑴特点：体积小，利用墙后基础上方的土重保持稳定性。⑵适用：重要工程，墙高H>5m。地基土质差，当地缺少石料等情况，多用于市政工程及贮料仓库。⑶材料：钢筋混凝土。⑷优点：工程量小。⑸缺点：费钢材，技术复杂。6.6.1挡土墙型式的选择第34页/共46页3、扶壁式挡土墙⑴特点：为增强悬臂式挡土墙的抗弯性能，沿长度方向每隔0.8～1.0H做一垛扶壁。⑵适用：重要工程，墙高H>10m。⑶材料：钢筋混凝土。⑷优点：工程量小。⑸缺点：技术复杂，费钢材。6.6.1挡土墙型式的选择第35页/共46页4、锚杆式挡土墙⑴特点：由预制钢筋混凝土立柱、墙面板、钢拉杆和锚定板，在现场拼装。⑵适用：重要工程，墙高已达H=27m。⑶材料：钢筋混泥土、钢材。⑷优点：结构轻、柔性大、工程量小、造价低、施工方便。⑸缺点：技术复杂。6.6.1挡土墙型式的选择第36页/共46页5、加筋土挡土墙由墙面板、拉筋及填土共同组成。依靠拉筋与填土之间的摩擦力来平衡作用在墙面的土压力以保持稳定。6.6.1挡土墙型式的选择第37页/共46页以常用的重力式、悬臂式和扶壁式挡土墙为例，研究挡土墙型式选定后，初定其尺寸。1、挡土墙的高度H墙后被支挡填土呈水平时为墙顶的高程。对长度很大挡土墙，也可使墙顶低于填土顶面，用斜坡连接，以节省工程量。2、挡土墙的顶宽挡土墙的顶宽为构造要求确定。对砌石重力式挡土墙，顶宽应大于0.5m;

钢筋混凝土悬臂式或扶壁式挡土墙顶宽不小300mm。3、挡土墙的底宽挡墙的底宽由整体稳定性确定，底宽B≈0.5H～0.7H.挡墙底面为卵石、碎石时取小值，墙底为粘性土时取高值。6.6.2

挡土墙初定尺寸第38页/共46页挡土墙的型式与尺寸初定后，需要验算抗滑稳定和抗倾覆稳定等。为此，首先要确定作用在挡土墙上的诸力。1、作用在挡土墙上诸力⑴墙身自重W⑵土压力P⑶基底反力6.6.3

挡土墙的验算第39页/共46页2、抗滑稳定验算挡土墙的截面尺寸一般按试算法确定。如不满足要求，则修改截面尺寸或采取其它措施。6.6.3

挡土墙的验算第40页/共46页2、抗滑稳定验算若验算结果不满足，则应采取以下措施来解决：①修改断面尺寸，加大底宽增加墙自重W以增大抗滑力；②挡土墙基底铺砂、碎石垫层，提高μ值；③将挡土墙基底做成逆坡，利用滑动面上部分反力抗滑.④在软土地基上，在挡土墙踵后面加钢筋混泥土拖板。利用拖板上的填土重增大抗滑力。拖板和挡土墙之间用钢筋连接。6.6.3

挡土墙的验算第41页/共46页3、抗倾覆稳定验算验算结果不满足公式要求，可选用以下措施来解决。①修改挡土墙尺寸，如加大墙底宽，增大墙自重W，以增大抗倾覆力矩。这一方法增加较多的工程量，不经济。②伸长墙前趾，增加钢筋用量。③将墙背做成仰斜，可减小土压力，但施工不方便。④做卸荷台，位于挡土墙竖向墙背上，形如牛腿。6.6.3

挡土墙的验算第42页/共46页4、地基承载力验算6.6.3

挡土墙的验算5、挡土墙的墙身强度验算墙身强度的验算，一般选在墙截面突变处，例如墙底台阶的上截面。进行抗压强度和抗剪强度验算。第43页/共46页作用在挡土墙上的土压力值越小越好。这样可使挡土墙断面小，省方量，降低造价。1、理想的回填土卵石、砾石、粗砂、中砂的内摩擦角ф大。主动土压力系数Ka=tg(45°-ф/2)小，由作用在挡土墙上主动土压力小，使墙节省工程量保持稳定性。2、可用的回填土细砂、粉砂、含水量接近最优含水量的粉土、粉质粘土和低塑性粘土为可用的回填土。

3、不能用的回填土凡软粘土、成块的硬粘性土、膨胀土和耕植土，因性质不稳定，在冬季冰冻时或雨季吸水膨胀都将产生额外的土压力，对挡土墙的稳定性产生不利影响，故不能用作墙