土压力与土坡稳定

第七章土压力与土坡稳定7.1概述7.2静止土压力7.3朗肯土压力理论7.4

库仑土压力理论7.5几种常见情况的土压力7.6挡土墙设计7.1概述[本章要求]掌握静止土压力计算、朗肯土压力理论库仑土压力理论，以及几种常见情况的土压力计算；理解土坡的概念和稳定的作用，了解挡土墙的类型和设计方法。[本章重点]朗肯土压力理论、库仑土压力理论；一、挡土墙分类：重力式、悬臂式、扶壁式锚杆式及加筋挡土墙。

简图…1涵洞实例与简图…2路基现场实例与简图…3边桥墩实例与简图…4地下结构施工现场与简图…5

江、河、湖、海岸坡1．天然土坡2．人工土坡¤

挖方：沟、渠、坑、池2．人工土坡¤

填方：堤、坝、路基、堆料小浪底土石坝

二、土压力的种类（一）、主动土压力——当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为主动土压力。（二）、被动土压力——当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，任用在挡土墙上的土压力称为被动土压力。（三）、静止土压力——当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力称为静止土压力。三、影响土压力的因数1.主要因数是挡土墙的位移方向和位移量的大小；2.挡土墙的形状、墙背的光滑程度和结构形式；3.填土的性质，如填土的含水量、重度、内摩擦角和黏聚力的大小及填土的表面形状；4.挡土墙的建筑材料；7.2静止土压力7.2.1静止土压力产生条件挡土墙固定不动时，位移Δ=0，转角为零。作用在墙上的土压力为静止土压力。在岩石地基上的重力式挡土墙，由于墙的自重大，地基坚硬，墙体不会产生位移和转动；地下室外墙在楼面和内隔墙的支撑作用下也几乎无位移和转动发生。此时，挡土墙或地下室外墙后的土体处于静止的弹性平衡状态，作用在挡土墙或地下室外墙面上的土压力即为静止土压力。此外，拱座不允许产生位移，故按静止土压力计算；水闸、船闸边墙因为与闸底板连成整体，边墙位移可以忽略不计，也可按静止土压力计算。7.号2.胃2静止号土压变力的派计算假定双挡土途墙其舞后填那土水换平，态容重关为γ。挡扣土墙础静止俩不动照，墙再后填绵土处劳于弹初性平暂衡状夺态。秀在填侍土表化面以应下深洒度z处取冶一微削小单巡寿元体清，如胸图7-态4a所示私。作低用在燃此微德元体泻上的翅竖向巡寿力为误土的迁自重夏应力γ兆z，该刮处的完水平抄向作熊用力绪即为诸静止予土压涛力。静止想土压识力计呈算公狼式（7.捡1）2.总静瘦止土慎压力图7-赶4静止圆土压溉力计搞算由式荒（7.烦1）可未知，莫静止菠土压资力沿蚂墙高抚呈三旦角形净分布窗，如勇图7-他4a所示梢。作线用在萝单位予长度知挡土烘墙上拨的总巴静止鹿土压为力如油图7-肥4b所示吗。沿为墙长必度方叉向取1延米担，只怜需计祖算土猫压力蛋分布碎图的闻三角写形面丑积，漫即：（7.抄2）总静意止土瞎压力序的作术用点贸位于反静止煌土压肢力三棉角形痛分布跨图形邻的重继心，知即墙退底面嗓以上H3处，坛如图7-亡4c所示7.脾3朗肯商土压河力理企论朗肯屡土压船力理棉论适傲用条坊件为圆：①赌挡押土墙诞的墙国背垂膊直、吧光滑设；②圣挡土对墙墙袍后填未土表游面水沿平。图7-周5朗肯区土压纠力理乌论基涉本假促定极限顿平衡挤条件Ra罚nk折in箩e土压饰力理包论7.表3.遭1.主动匪土压蛛力计跳算公震式1.主动米土压辟力分兰布图7-渣6朗肯苏主动智土压粮力分备布2.总主略动力1）无雀粘性质土。步作用斜在单播位长令度挡政土墙胸上的仗总主闯动土留压力译如图7-达6a所示佣。沿匹墙长侍度方笔向取1延米退，只枕需计笨算土股压力旋分布厕图的穿三角裁形面舍积，醋即：（7.枕3）作用络在单顿位长汉度挡员土墙故上的遭总主适动土瞒压力矿如图6-急8b所示踏。沿抗墙长浩度方潮向取1延米称，只子需计塞算土壁压力呀分布娇图Δa显bc的面否积，堪即：（7.队4）3.总主妖动土怕压力涉作用宣点1)无粘规性土师。总序主动互土压柴力的寇作用趣点位芦于主便动土均压力伯三角写形分宿布图暴形的新重心，垦即墙灾底面稳以上H揉/3处，否如图7-念6a所示帖。2)粘性惧土。精总主弃动土证压力基的作案用点鸦位于怜主动冒土压武力三希角形限分布在图形令的重辞心，即墙票底面积以上(H舞-戚)珠/杆3处，睡如图7-伪6b所示拴。7.乓3.隙2朗肯着被动拘土压哀力的忠计算1.被动听动压漠力的间分布图7-挣7朗肯恳被动克土压架力分伍布2.总被蔽动土沈压力无粘北性土昏。作飘用在夫单位嫩长度壳挡土分墙上祥的总齐被动协土压蹄力如傍图7-抢7a所示题。沿货墙长番度方族向取1延米赖，只续需计老算土免压力钓分布骂图的挪三角芒形面艘积，黎即(7碍.5胀)2)粘性闸土。祝作用烟在单银位长交度挡床土墙敬上的民总被衬动土州压力么如图7-光7b所示惯。沿爆墙长姿度方先向取1延米线，计陷算土忙压力痰梯形滴分布馅图的冻面积洋，即敏：(7遍.6锻)3.总被远动土贸压力亏作用梨点1)无粘植性土宿。总奋被动努土压做力的搏作用粉点位古于被梦动土瓣压力屯三角洞形分纳布图妇形的婆重心权，即宝墙底讯面以忘上H3处，深如图7-太7a所示稻。2)粘性至土。碑总被猴动土松压力帖的作凉用点崖位于染被动减土压假力梯咱形分较布图帮形的北重心食，如删图7-婶7b所示辟。【例】已知警条件寨如图允，求殖：作跑用在提墙上音的主修动土趁压力Ea例题5m【解】求土增压力弓强度求临贷界深芒度当z=伏5m时。作用切点：主动速土压足力合竞力Ea5mAB1.营66尘mEa1.讨1m47kN阔/m328排.1火4kp挡a【例】已知遍挡土耗墙高4m，墙肆背竖宪直、区光滑胀、墙愿后填院土表凑面水霜平，识填土锤重度对填洗土采愈样进塔行两菜次三座轴试俘验，垦土样狡破坏盟时的轧大小鼻主应桃力分搞别为试求蹦：1.作用趴在墙货底标刺高上酸的主找动土捡压力雀和墙柱上的耍主动爆土压稳力的含合力2.作用译在墙耀底标头高上调的被求动土俩压力五和墙稿上的滥被动即土压穴力的听合理解：7.涛4库仑赠土压职力理溪论7.翅4.抖1.库仑贸研究德的课俗题1)墙背叹俯斜公，具蚕有倾猜角ε，如轨图7-手8所示铅。2)墙背亭粗糙射，墙支与填雪土间饿摩擦掏角为δ。3)墙后毒填土丽为理锅想散嗽体(砂土)，粘崖聚力c=谨0。4)填土乎表面包倾斜馒，坡斩角为β。可见黑，与攀朗肯劲土压育力理参论相肠比，叨库仑税土压例力理姑论更灾具有喊普遍谋实用扑意义阵。土的内静力平衡纽奉状态滑动洋楔体静力谁平衡昆条件土压完力的纹计算轨方法库伦洒土压短力理漆论的搁基本业假设提：1.墙后偶的填兴土是饱理想代的散斑粒体扛（粘振聚力c=0）；2.滑动搭楔体词为刚疲体；2.楔体宏沿着期墙背帆及一议个通俱过墙踵的平酷面滑乞动。库仑宪土压系力理夜论基本这假定图7-找8库仑金研究殊的课江题泄图7-近9库仑取土压援力的勺基本糊假定图7-币10库仑目主动速土压更力计爪算简孟图7.篮4.宏2库伦冲主动摄土压骗力1.库仑侄主动丙土压誓力计絮算公咱式(7项.7拣)(7栽.8愤)式中δ——墙背依与填谋土之敌间的县摩擦削角（o），出由试竿验确鹿定或蛙参考救表7-蹲1取值闷；－－序主动约土压悠力系然数，抬可查环表得,详见阵教材P2镜06；H——挡土渐墙高乞度（m）；γ——墙后介填土赵的重随度（酿）炮；ϕ——墙后样填土补的内名摩擦择角（o）；ε——墙背泊的倾拐斜角魔度（o），胃俯斜向时取判正号放，仰孕斜时蝇取负欠号；β——墙后丘填土漏面的沟倾角拦（o）。表7-硬1墙背明与填筋土之圣间的纸摩擦冤角δ2.库仑莫总主绩动土杰压力乒作用椒点总主绳动土疏压力屿的作裕用点箭位于妻主动盯土压及力三爹角形饿分布骨图形脂的重劫心，豆即墙秒底面泄以上H榜/3处,如图7-暑10六c所示7.虎4.胜2库仑乎被动宇土压婚力计潮算1.库仑扒被动胖土压粉力计梢算简葡图图7-邪11库仑京被动努土压正力计执算2.库伦欠土压份力的心计算(7裤.9承)(7尊.1签0)式中－－即被动乱土压送力系挂数；参其他是符号兴意义柔同式塌（7.漆8）3.库仑拨总被同动土红压力勉作用筒点总被笛动土旋压力例的作告用点块位于啦被动周土压抓力三盟角形竿分布购图形寻的重角心，堆即墙亡底面敌以上H腹/辩3处，佩如图7-华11致c所示田。7.砌4.交3朗肯织土压任力理梨论与哪库仑悄土压确力理前论的年比较1.分析望原理岗的异田同2.墙背温条件彩不同3.填土絮条件行不同4.计算朵误差蜘不同7.侧5几种币常见柜情况娃的土冤压力7.克5.叼1地面善均布扣荷载勿作用批下的担土压央力计芹算1.主动随土压闷力（1）挡比土墙盈墙背鸭垂直龄，填男土表授面水博平的速情况在水丝式平面茅上作尖用均淹布荷就载q（kP般a）时着，可哄把均过布荷虏载q视为蔑虚构闭的填清土自进重γh的自检重产挑生。邮虚构酬填土议的当群量高协度为h=q严/γ，如帝图7-状12悼a所示出。作用短在挡博土墙腥墙背青上的遇土压装力由撒两部四分组臣成：1）实斩际填兵土高H产生运的土矮压力γ份/画2。2）由绕均匀午荷载q换算阔成的才当量揭填土魂高h产生棒的土坏压力。墙背晶作用篮的总摇土压愉力为殊：(7啄.1荒1)土压练力呈催梯形怪分布即，作黎用点头在梯万形的欺重心扫。图7-晨12填土瞎表面会有均店布荷株载时扩的土碰压力修计算（2）挡海土墙剖墙背园倾斜己，填淡土表抽面倾务斜的恢情况计算泉当量朵填土多高度h=qγ，此草虚构跑填土背的表邮面斜屿向延蜘伸与落墙背AB向上旧延长懂线交东于A′点，遍如图7-泉12浴b所示师。按A′B为虚昏构墙半背计广算土蠢压力鸡，此票虚构晃挡土政墙的饰高度精为h′瘦+H。ΔAA′F中应猛用正嘉弦定颜理可行得：(7耳.1盐2)ΔAA′E中应缩慧用正割弦定斗理可躬得：(7翻.1驻3)有(7缝.1漂2)和(7贞.1坊3)可得:(7敌.1番4)墙背捞作用擦的总元主动派土压禾力按喜式下鬼式计逝算，属土压历力呈缩慧梯形调分布践，作茂用点织在梯泳形的滥重心仓。(7疾.1存5)2.被动宜土压货力与主妄动土牛压力孙计算纠原理服相似萌，可命得总土被动劫土压搜力为归：(7读.1楚6)土压晶力呈门梯形喷分布扣，作谊用点答在梯持形的擦重心摊。7.衣5.振2墙后乡丰填土艺分层被情况若挡念土墙他墙后腰填土磨有几肤层不颗同性吩质的返水平响土层杏，如但图7-诸13所示但。此念时，谷土压溉力计保算分康第一揭层土隆和第汗二层倦土两芦部分婆。图7-达13填土圈分层已时土杀压力府计算图7-脚14填土迎中有嚼地下筋水时寄土压种力计链算7.毙5.扎3填土棋中有但地下附水情乒况当挡淘土墙咸后填君土中荷有地驴下水仪位时侨，这衣时作验用在餐挡土习墙上鸡的压愧力除服了土昨压力食外，道还有蜘水压举力的锈作用钻。在慕计算谅挡土芦墙所挎受的姿总侧在压力厘时，忆对地党下水翼位以观上部吃分的贴土压屑力计就算同叠前，联对地削下水企位以膜下部赞分的醉土压息力和宜水压崭力的搞计算场。遇品到这席种情后况，必应将认水压选力和骄土压羡力分雄别进节行计师算，辈如图7-随14。1.土压桂力的扭计算昼。。在跳地下阀水位惯以下岂，土葱体的事重度反采用励有效糊重度具，辜土压披力系拘数采碗用有技效应砖力抗驼剪强滤度指拢标计冲算，阳并计芹算水慎压力煮。例恋如水蓬深，墙隆底处训土压错力2.水压守力的捞计算扁按挤下式参计算（7.斗17）（7.兵18）7.前6挡土池墙设栗计7.润6.特1挡土甘墙类细型常用岔的挡己土墙验型式座有重泄力式楼、悬占臂式域、扶胸壁式恭、锚轿杆及凡锚定傲板式模和加滨筋土饿挡土墙耽等。持一般缘瑞应根巷据工叔程需昼要、确土质悲情况咱、材期料供斑应、胃施工升技术期以及深造价再等因柳素合理点选择盘。图7-走15重力参式挡朗土墙图7-冻16悬臂板式挡山土墙烟图7-崇17扶壁列式挡京土墙图7-票18锚杆熄式挡勾土墙7.山6.衫2挡土初墙的躲计算挡土充墙截坑面尺猴寸一薯般按背试算崖法确波定，妹即先粗根据蜜挡土咬墙的裳工程标地质弃、填粮土性捕质、达荷载顶情况叉以及以墙体郑材料敢和施怠工条朝件凭寺经验答初步麻拟定作截面洪尺寸汁，然职后进尘行验拳算，缩慧如不励满足砌要求椅，则歼修改怪截面男尺寸倚或采辽取其姨他措趟施。1.挡土历墙计好算的滤内容1）稳劫定性材验算留，包分括抗狱倾覆虫稳定盾性验默算和灭抗滑泛移稳模定性峡验算梅。2）地开基承释载力君验算遮。3）墙中身材叠料强骆度验悔算。追符合科现行《混凝以土结把构设绣计规锄范》和《砌体狂结构茅设计规范》等规五定要亮求。如图7-中19段a所示绝，作介用在香挡土冒墙上梦的荷匠载有版墙身佛自重G、土凉压力垒和基萝底反脖力。何土压宣力是涨作用饶在挡捉土墙躲上的踩主要垃荷载咬，包况括墙随背作钞用的度主动雨土压凡力Ea；若牵挡土本墙基原础有里一定绿的埋饺深，面则埋哗深部蓝分前洋趾上什因整椒个挡翠土墙境前移束而受深挤压篇，故逗对墙约体还依作用揪着被占动土缓压力Ep，设牢计时Ep可忽谈略不让计，岸使结恐果偏尝于安匪全。此外蹦，若详挡土婆墙排甚水不捧良，蜓填土住积水乒需计扬入水匀压力绳，对唉地震唐区还岛应考拨虑地听震效讨应等奥。验景算稳缎定性坟时，纠土压育力及良自重禾的荷犬载分控项系逼数可终取1.类0；当席土压赞力作车为外瓦荷载傅时，慈应取1.卖2的荷涝载分垒项系桌数图7-凝19挡土息墙上糟抗倾晴覆稳器定性蚁验算3.挡土扰墙稳与定性舍验算（1）抗促倾覆忽稳定遇性验建算挡土垒墙的净破坏尿大部材分是拍倾覆撇破坏铅。如萄图6-红29燥b所示雹，要惑保证高挡土灰墙在仰土压片力的佛作用殖下不刘发生蚂绕墙宅趾O点的肯倾覆蓬，必伶须要搬求抗放倾覆智稳定若性安前全系娃数Kt（O点的境抗倾护覆力秧矩与催倾覆尖力矩叮之比摄）≥1.盒6，即晌：（7.咐19）若按俊式（7-密19）验度算不杰满足态要求炕时，乌可采朴取以纸下措字施进猪行处束理：1）增雹大挡鼠土墙潮断面末尺寸荣，使G增大料，但疯工程吓量相知应增亲大。2）伸氧长墙为趾，纲加大0x，但焦墙趾况过长玩，若皆厚度禽不够泪，则两需配系置钢洞筋。3）墙欣背做限成仰雄斜，期减小壤土压悬力。4）在嗓挡土乏墙竖室直墙醉背上披作卸手载台塑，形圆状如隐牛腿喜，如膛图7-仁20所示猴，则挽平台允以上输的土本压力伴不能环传递搂到平柄台以欺下，置总土贫压力娇减小恭，故法抗倾凡覆稳脖定性筒增大推。图7-上20挡土啊墙上显的卸药载台图7-锹21挡土免墙上戴抗滑促稳定差性验召算（2）抗虎滑移杆稳定咽性验磨算在土雾压力屡作用谣下，岁挡土字墙也圾可能左沿基拔础底琴面发晴生滑黄动，策如图7-宴21所示贤。因社此要仿求基必底的泻抗滑窄安全帝系数Ks（抗狼滑力羊与滑时动力企之比杨）≥1.增3，即尊：（7.抗20）μ－－素土对归挡土亚墙基坐底的证摩擦斧系数重，宜呆按试厚验确徒定，优也可思按表7-农3选用农。表7-棋3土对赞挡土烤墙基叼底的只摩擦免系数μ若按法式（7-纺20）验脸算不真满足忍要求棵时，炕可采尘取以召下措帽施进佛行处龟理：1）增蚁大挡窝土墙况断面赌尺寸倦，使G增大伪，增坏大抗肉滑力胆。2）墙区基底助面做铁成砂糖、石庙垫层断，以警提高μ，增书大抗燃滑力砌。3）墙阳底做陪成逆攀坡，泡利用劫滑动度面上火部分虫反力熄来抗绘滑，佳如图6-怀32曲a所示螺。4）在把软土光地基拐上，跌其它叉方法哪无效拉或不拾经济拳时，琴可在露墙踵赵后加版拖板权，利条用拖吵板上的潮土重太来抗碎滑，弃拖板展与挡材土墙哥之间损应该饿用钢朴筋连筝接，她如图6-棕32任b所示租。图7-旁22增加贵抗滑护稳定粥的措毅施本章爽小结本章诱从介芝绍静蜜止土寄压力芒、主糟动土