工程地质与岩土力学

工程地质与岩土力学

教学要求：

1.理解三种土压力概念2.掌握朗肯与库仑土压力理论

第八章土压力与围岩压力

一、概述

（一）挡土墙作用

作用：支撑土坡或填土以免滑塌土压力：土体作用在挡土墙上的侧向压力挡土墙计算时，要确定土压力的大小、方向和作用点。土压力计算一般按平面问题考虑，取一延米。

（二）影响土压力的因素1.挡土墙的位移的方向和位移量—主要因素2.墙的性质：墙的形状；墙背的光滑程度墙的结构形式墙的建筑材料3.填土的性质：土的重度、含水量土的抗剪强度指标

（三）土压力的类型

按墙身位移分为：

1.静止土压力挡土墙静止不动（既不移动也不转动），墙后填土处于弹性平衡状态，这时土体作用在挡土墙背上的压力。表示：压强，单位总静止土压力，单位

2.主动土压力

挡土墙向前移离填土，随着墙的位移量的逐渐增大，土体作用于墙上的土压力逐渐减小，当墙后土体达到主动极限平衡状态，并出现滑动面时，作用于墙上土压力减小至最小值。表示：压强，单位总主动土压力，单位

3.被动土压力挡土墙在外力作用下移向填土，随着墙的位移量的逐渐增大，土体作用于墙上的土压力逐渐增大，当墙后土体

达到被动极限平衡状态，并出现滑动面时，作用于墙上土压力增大至最大值。表示：压强，单位总主动土压力，单位

在相同条件下，三种土压力数值关系：

二、静止土压力的计算

1.静止土压力的强度—静止土压力系数

一般应通过试验确定

无试验资料时，按参考值选取利用半经验公式确定—土的有效内摩擦角

2.静止土压力的分布沿着墙高呈三角形分布

3.总静止土压力

合力的作用点：距离墙底处。

三、朗肯和库仑土压力理论

（一）朗肯土压力理论1.基本原理根据均质半无限土体处于极限平衡状态的应力条件提出来的。

基本假定：

⑴挡土墙是刚性的，墙背垂直；⑵挡土墙的墙后填土面水平；⑶挡土墙的墙背光滑，不考虑墙背与填土之间的摩擦力。

理论推导说明：

土体达到极限平衡状态时：

主动土压力是最小主应力（水平应力）被动土压力是最大主应力（水平应力）

2.朗肯主动土压力的计算土的极限平衡条件方程式：土体处于主动极限平衡状态时

⑴填土为粘性土令——主动土压力系数

①压强

②压力分布沿墙高呈直线分布压力为零的深度，可由的条件确定。

③墙背所受总主动土压力

的大小：的作用方向：垂直与墙背——水平向的作用点：距墙底处（通过压力图形的形心）。

⑵填土为无粘性土()

①压强

②压力分布沿墙高呈直线分布——三角形

③墙背所受总主动土压力

的大小：（三角形面积）的作用方向：垂直与墙背——水平向的作用点：距墙底处。

3.朗肯被动土压力计算

根据土的极限平衡条件表达式：土体处于被动极限平衡状态时，令——被动土压力系数

⑴填土为粘性土

①压强②压力分布

沿墙背呈梯形③总被动土压力的大小的方向——水平的作用点——通过梯形的形心

⑵填土为无粘性土①压强

②

压力分布

沿墙背呈三角形③总被动土压力的大小的方向——水平的作用点——通过三角形的形心

（二桐）库窑仑土直压力交理论1.牵基烘本原载理研究菊挡土敌墙后滑却动土奥楔体帮的静恐力平恨衡，提加出求计解墙刊背所击受总土再压力放计算蚁理论。假定福：挡土奇墙是仪刚性进的；墙后鼻填土途是无乒粘性宾土；滑动肥面为巡寿一平蛮面筹。2.违主动丽土压目力取土踩楔A鹊BC揭为脱槽离体型，土楔蚁体A黄BC池上作蜓用力借有：①墙对青土楔享体的派支撑葱反力P，作用亦方向性与墙祥背的法雷线成②燥滑类动面绩BC伪上的民反力R，作用顷方向适与B旱C面滚的法线症成③土楔身体A千BC侮的重汽力W，它的包大小轻、方富向和疤作用点均率已知锣。根据肺静力激平衡细条件糕，W悟，R替，P煎三力添构成衬力的抱平衡趟三角壮形，屋利用产正弦爆定理震得主动脸土压便力大夹小：——笋库绍仑主射动土循压力乒系数主动脊土压绑力强么度主动食土压并力的疾分布——撑三角袭形合力恳作激用点——誓距墙毛底为库1/疲3H方向——边与水幅平面锐夹角令为租角（在缩慧墙背横法线闭的上吗方）3.扎被动背土压之力被动馒土压流力的巨大小身：——粪库仑拥被动需土压哪力系合数被动氧土压努力强圾度：被动贫土压客力的直分布——祖三角窑形合力柳作用透点——替距墙臣底为稍1/沿3H方向——碎与水壶平面喷夹角悠为忘角（在交墙背怨法线惩的下驾方）（三腐）两刮种土捕压力电理论询的比寨较1.谋分帽析原版理2.帐墙斩背条亏件朗肯衣理论艳：根据果土体武中各掌点都蜓处于货极限牙平衡匪状态倦的应显力条蹈件，债直接机求得化墙背塞上各点授的土继压力死强度的分荷布。朗肯快理论痒：假定花墙背铲铅直效、光芒滑。库仑轮理论仅：墙背吹可以乐是倾料斜和很粗糙睛。库仑搂理论愧：根据钉墙背琴与滑惯动面所之间那的土康楔体育处于催极限题平衡现状态忍时的晋静力剧平衡胖条件柳，求剥得墙僚背上勺的总土熟压力焦。3.彩填猾土条扮件朗肯僻理论雹：填土乖可为绞无粘筐性土葱或粘传性土俩；填土着表面烧为水碑平面把；成层灰的填孙土条舅件下呢计算罪较方围便。库仑侧理论缺：填土橡为无惨粘性索土；填土弯表面吵为水歼平或无倾斜睡，任骆何形绪状的样填土请表面饺和墙颠背可拉用图娘解法梁；粘性浅土也间可用慈图解许法，舟但简嗽化较车多。4.撕计散算误恼差朗肯驾理论弊：忽略腰了墙小背与隐填土役之间柿摩擦磨力，认为另墙背昆光滑立；计算态主动仰土压跌力误兆差偏毛大。库仑链理论浙：考虑阳了墙题背与位填土僚之间雨摩擦臣力，精计算等主动阴土压带力接首近于缓实际轨值；假定祥滑动笑面为吹平面列，使瞎被动棕土压残力误铃差偏戏大。小摊结1.顺土妈压力疼的类穷型：牲静娇止土英压力糊、主布动土拆压力怒、被政动土勉压力壮。2.大影援响土开压力冻的因孔素：尘挡土准墙的际位移至、墙弓的性晨质、制填土滥的性尝质。3.知静乌止土鸭压力农的计妨算：催压强窄公式4.倾主来动土软压力切和被保动土须压力邻的计敢算：朗肯寒土压磨力理政论库仑献土压愚力理降论思浸考类题1.马何谓碧静止门土压捧力、组主动誓土压躺力和饲被动铜土压力吩？三呆者数谦值的惩大小吼如何数？2.距朗肯月和库袋仑土思压力异理论销的假泻设条爷件是仇什么？耗各自繁适用距于什架么情悦况？练纠习已题1.适教多材中醋的第粘26辆1页切的习奸题1听；2.同教琴材中药的第脑26幅1页屿的习世题2挑；3.忙教剪材中作的第怕26害1页谈的习态题3忍。辽宁桌广播棕电视狼大学猎双向锯视频蒸课程工程饿地质会与岩粪土力旺学（第雾十疏二棒讲）主讲误人：榨祁孝餐珍教学熔要求包：1.佩能古运用网土压唤力理煌论解泪决工眯程实貌践中葬常见烫情况呈下土气压力扬的计盾算问加题；2.菊理绒解挡燃土墙录稳定洁性验脾算的录方法须；第八旺章圆土饭压力国和围柳岩压晓力一、屯概述二、刃静止瞎土压弟力计持算三、广朗肯劫和库姑仑土沾压力久理论四、笼常见匹情况欺下的哥土压跪力计南算（一校）墙源后填半土表依面有货连续茫均布昨荷载忌作用破情况利用骨重力经等效油原理假设创填土锻为无材粘性秃土墙顶设主动增土压拘力的射强度统：墙底占主动驴土压象力的届强度报：主动滋土压鱼力分印布图克为梯形总主膜动土来压力等于秩梯形场的面秀积作用甚点：差通过梯形鲜的形树心作用拒在墙番背上（二虹）填半土为剃成层权土的招情况按重圣力等绞效原饶理换爪算成扔与之窝性质肺相同踪蝶的当烟量土扭层厚作度而数求得鹅。以两均层土圾，并县且两欲层土变的粘偷聚力妹均为谁零的芹情况劲为例孕：当删时腾土压牢力分河布图渡形发拿生坡削度的页变化朴；当历时挣土压洞力分耗布图减形发怀生突范变。主动库土压殿力强趣度墙顶仙处：第一漠层填丘土的贷底面聚：第二狱层填艘土的择顶面搭：第二贯层填冰土的撕底面搁：（三兆）填朵土内订有地牢下水详的情界况地下夸水位育以下印用浮兆重度蝴计算恢土压犹力作用纪在挡江土墙曾上的救压力蛛包括虽：土老压力水压鞋力土压削力计波算规粮律1.锣由某于各逗层土窃的性例质不瞧同，哗故此洗在土唐层分醋界面撑处存怖在两樱个压茂强值垦，压穿强发寇生突壁变；烘若上国下土蛙层仅教重度称不同酒，在吴土层彩分界拖面处丘压力征分布园图发泡生转训折。2.毛综讯合上熔述规劝律，鲜将几仁种常镇见情润况下沈主动管土压板力计案算公战式可凑概括才如下喘的形分式：第牵层填储土上毫下层帅面处必压强资：上层蜻面处霉：下层周面处简：上下炎两式马只差陆第记层胶土的乡丰自身挣重力午，3.土压视力沿弄墙背指呈直逆线分粥布，但址由于铲填土恢性质的昆变化灭，因施此，庙在土串层的毁交界吨面处才土压飞力分抱布要发生垄转折迎或突告变。土氧压力金强度左只计造算土歉层分薄界面处铺（转每折点库）的潮即可沿。这壁点是活计算缝的关滥键。4.土压尝力的局大小幅等于地压力辉图形站的面炮积。只要央解决了催土压速力沿瓜墙高柔的分内布，赢绘制蛋出土锯压力粉分布图，筝土压轨力的叠大小猪就很顺容易肆求出母。致本此，浙计算改压强是蔬重点举。提示守：1.叔土压后力强财度的滤大小庭与土返的自盛重应绩力有遮关，乳所以，甲必须锣掌握宿土的测自重符应力肥的概挺念及崇计算讯。2.犹计阵算中极应把镰握住秃主动勿土压网力这塌个突泉破口雅。例题椅：某挡请土墙支高h惑=5骗m，意墙背转为铅轧直且冷光滑坡，墙悔后填以土面淡为水堵平，敬其上商作用袖着连棋续均毁布荷拖载，贱q=艘20筑kP景a，嘴填土购为二鲁层，灿且有爸地下丝式水存线在，拜各层炼土的垮指标左如图方所示割，试牌计算骆作用荐于墙招背上梅土压赔力和及水压剂力。解：1.度计算基主动壮土压捎力系环数：第一反层土第二知层土2.控计算此各层届面处斯的主倒动土叹压力殃强度切：第一循层顶佳面第一遣层底葵面第二均层顶讯面第二告层底已面3.太第二粮层底黎面处暖的水革压力仅强度碑：画出舱压力踩分布将图4.拐计算命主动连土压刺力①渣确定朋零压棍力区图的深光度处在肿第一值层填蹦土的焦范围洗内，蔽其丧处臭压强揪等于贞零，雷即∴②计钟算总尤的主竟动土葡压力的大厦小为弦主动邀土压捉力分弹布图凶形的趟面积胖，即的作持用点子：（距督墙底独）的方董向为酿水平5.演计算竞水压化力的大速小：的作舌用点原：距妇墙底有为的方事向为杯水平右。五、伐挡土彩墙的桑设计（一择）挡熄土墙漂的类陵型选寻择类型弊：按结且构类消型分为培：重力嫁式悬臂糕式扶臂次式锚定陕板式加筋患式（二终）挡脂土墙编断面浪尺寸字的确衬定常采逃用试俯算法嗽确定（三嫩）挡贷土墙录稳定渴性验贯算1.旁抗更滑稳仆定性剖验算挡土懂墙在获侧向利压力作用坝下，浊墙体载可能升发生沿榜基础蔑底面章滑动计破坏德。抗滑产稳定河安全着系数松：2.用抗尝倾覆症稳定似性验郑算挡土内墙在搜侧向孔压力京作用赴下，艺绕墙授趾转懒动向检外倾宵覆失碰稳破帖坏。抗倾改覆稳街定安稼全系内数：3.