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、蚂土压团力的格种类（一著）、续主动湿土压妨力——当挡笋土墙剪向离向开土览体方眼向偏侵移至终土体踢达到偶极限厌平衡亮状态渔时浊，作练用在头墙上收的土捡压力立称为俗主动料土压洗力。（二跑）、奶被动梯土压脊力——当挡接土墙倘向土味体方从向偏会移至裁土体控达到锻极限咽平衡杀状态遥时，烦任用潜在挡罗土墙翁上的屿土压惭力称迫为被谦动土屿压力币。（三浩）、固静止晒土压妹力——当挡仁土墙赠静止瓣不动织，土裳体处阴于弹仓性平盯衡状找态时粱，土罗对墙帝的压代力称束为静就止土夫压力垦。三、渣影响灵土压雀力的贫因数1.主要肯因数店是挡线土墙朝的位辟移方汗向和拨位移篮量的疾大小雾；2.挡土撞墙的纳形状瞒、墙撕背的残光滑居程度仔和结猎构形直式；3.填土伞的性帅质，絮如填唱土的辽含水拢量、瞎重度菊、内芒摩擦乓角和唯黏聚障力的温大小亚及填括土的曾表面集形状绑；4.挡土嚷墙的南建筑奸材料；7.壶2静止湖土压介力7.愁2.仓1静止煮土压箩力产泥生条更件挡土华墙固维定不捐动时色，位死移Δ少=上0，转灭角为议零。撞作用炼在墙良上的清土压键力为岁静止松土压臭力。在岩瓦石地贪基上锈的重谣力式柳挡土闪墙，匹由于诵墙的播自重袄大，橡地基益坚硬视，墙放体不拆会产献生位晓移和坑转动虏；地衰下室更外墙严在楼条面和祖内隔氧墙的姿支撑倚作用尝下也胃几乎阶无位杜移和圆转动臂发生菠。此阻时，步挡土像墙或桃地下昌室外院墙后钻的土键体处霜于静缘瑞止的摆弹性宾平衡齐状态巴，作抹用在牺挡土馅墙或地下著室外捉墙面沉上的顿土压蜻力即炎为静麦止土沙压力锻。此外芦，拱情座不泼允许粪产生律位移晌，故精按静垮止土忆压力劝计算番；水同闸、粉船闸贼边墙鞋因为敌与闸辩底板只连成观整体刮，边序墙位牢移可凤以忽洪略不但计，岗也可茄按静架止土铺压力狐计算轰。7.灶2.宰2静止酷土压育力的俗计算假定亩挡土锡墙其翁后填遥土水胜平，琴容重众为γ。挡严土墙处静止偏不动势，墙索后填热土处厚于弹任性平俩衡状兆态。绍在填锤土表侍面以娇下深闸度z处取铲一微隆小单盛元体懂，如四图7-歉4a所示豪。作宴用在浴此微长元体立上的均竖向腹力为赢土的碎自重谨应力γ仆z，该东处的撇水平猾向作仁用力表即为月静止触土压肯力。静止榜土压谅力计予算公免式（7.匠1）2.总静疫止土败压力图7-偶4静止她土压去力计呀算由式雄（7.窝1）可沫知，裁静止装土压枯力沿照墙高逃呈三迈角形巧分布悔，如桐图7-扬4a所示派。作质用在恳单位寒长度惯挡土硬墙上眼的总描静止滩土压欲力如蓄图7-惯4b所示占。沿至墙长湾度方叮向取1延米谜，只嫩需计烧算土葬压力篇分布唤图的碗三角胃形面茎积，飘即：（7.蓝2）总静州止土辅压力罢的作面用点题位于胡静止跌土压狮力三最角形虎分布夕图形林的重坐心，膜即墙爪底面将以上H3处，鹿如图7-致4c所示7.惜3朗肯疫土压患力理砍论朗肯船土压及力理剥论适锯用条合件为渴：①禁挡勒土墙劳的墙客背垂柴直、叔光滑四；②鲁挡土照墙墙发后填贞土表喊面水影平。图7-疯5朗肯助土压孤力理罚论基陵本假料定极限钟平衡亩条件Ra奶nk漆in周e土压切力理塔论7.陡3.焰1.主动撕土压档力计命算公葡式1.主动快土压茎力分粥布图7-段6朗肯替主动扰土压续力分锤布2.总主醉动力1）无毕粘性朴土。巨作用败在单棚位长劳度挡名土墙略上的筹总主名动土卸压力痰如图7-车6a所示贝。沿御墙长址度方悉向取1延米俗，只召需计身算土煎压力申分布蜡图的孟三角钓形面轨积，摇即：（7.木3）作用悟在单副位长慎度挡易土墙形上的倒总主枯动土批压力端如图6-彻8b所示踩。沿屠墙长求度方鼓向取1延米旷，只牵需计腹算土适压力皆分布塘图Δa酱bc的面率积，部即：（7.寻4）3.总主美动土之压力斑作用抽点1)无粘锤性土勒。总乘主动爷土压午力的好作用谁点位银于主轻动土盒压力部三角木形分冤布图喘形的彩重心，启即墙择底面搅以上H脊/3处，稼如图7-浙6a所示才。2)粘性浊土。也总主张动土懂压力税的作丸用点纪位于北主动替土压业力三男角形企分布碍图形馒的重旷心，即墙臂底面说以上(H剪-解)娘/元3处，译如图7-隆6b所示纯。7.桨3.狂2朗肯吧被动张土压蛛力的有计算1.被动改动压送力的摄分布图7-田7朗肯技被动引土压刃力分得布2.总被脱动土昂压力无粘滋性土访。作狗用在哈单位路长度争挡土巾墙上孩的总雪被动道土压跟力如潮图7-士7a所示裁。沿拌墙长陪度方划向取1延米忌，只脉需计浊算土你压力走分布辆图的议三角令形面喷积，袭即(7北.5怎)2)粘性猫土。倒作用刃在单秤位长古度挡漠土墙里上的亲总被壳动土远压力底如图7-池7b所示宰。沿完墙长叙度方砍向取1延米酷，计茅算土盏压力溉梯形需分布封图的心面积竟，即岭：(7微.6伙)3.总被忌动土炒压力没作用老点1)无粘往性土断。总恐被动候土压傍力的宪作用籍点位缓于被汉动土晒压力培三角啊形分流布图害形的数重心超，即覆墙底魂面以经上H3处，马如图7-中7a所示名。2)粘性裤土。迷总被果动土既压力真的作躺用点各位于柜被动锈土压宁力梯披形分妻布图伏形的订重心杏，如狼图7-拖7b所示拦。【例】已知所条件钉如图刘，求窗：作头用在辫墙上弹的主赌动土请压力Ea例题5m【解】求土汉压力窄强度求临董界深皆度当z=僻5m时。作用模点：主动商土压另力合俱力Ea5mAB1.荷66释mEa1.祖1m47kN同/m328细.1月4kp洪a【例】已知蒜挡土件墙高4m，墙湖背竖就直、镰光滑刚、墙梯后填伤土表败面水订平，肺填土糊重度对填射土采怜样进哥行两曾次三盟轴试榨验，津土样洒破坏桂时的灾大小诸主应玩力分帽别为试求姻：1.作用揪在墙膊底标应高上输的主剂动土者压力粪和墙惰上的裳主动羡土压咽力的般合力2.作用慨在墙船底标私高上脖的被伸动土剧压力秤和墙必上的昂被动释土压骄力的棵合理解：7.取4库仑录土压汗力理显论7.盏4.植1.库仑亚研究锐的课惧题1)墙背贝俯斜常，具迈有倾碰角ε，如殖图7-枪8所示峰。2)墙背民粗糙染，墙霞与填督土间究摩擦立角为δ。3)墙后习填土岂为理度想散须体(砂土)，粘唤聚力c=驾0。4)填土练表面疑倾斜库，坡图角为β。可见尽，与取朗肯易土压淹力理猫论相正比，可库仑魔土压医力理热论更滚具有陕普遍凯实用扎意义炼。土的皂静力平衡浅状态滑动版楔体静力拨平衡翁条件土压岩力的档计算猎方法库伦转土压逗力理乎论的敬基本独假设呼：1.墙后迹的填伯土是粘理想硬的散蹄粒体呜（粘饶聚力c=0）；2.滑动支楔体瞎为刚险体；2.楔体伸沿着著墙背会及一坏个通接过墙踵的平漂面滑答动。库仑衡土压妖力理嫩论基本照假定图7-第8库仑息研究奔的课丘题葱图7-乓9库仑拉土压巡寿力的除基本畏假定图7-器10库仑馅主动跟土压库力计冈算简绵图7.寻4.捡2库伦掘主动舞土压富力1.库仑所主动震土压西力计欣算公脊式(7迹.7愤)(7盏.8阵)式中δ——墙背殖与填妈土之吉间的虎摩擦爽角（o），葱由试牢验确旋定或春参考蚊表7-蛾1取值王；－－袄主动鲜土压筋力系槐数，燃可查妙表得,详见翻教材P2衫06；H——挡土挎墙高熄度（m）；γ——墙后桶填土载的重嘉度（牢）块；ϕ——墙后赢填土撒的内晶摩擦穿角（o）；ε——墙背输的倾速斜角县度（o），异俯斜故时取蜜正号钓，仰诸斜时译取负晓号；β——墙后流填土掀面的筝倾角乔（o）。表7-押1墙背贯与填岂土之切间的书摩擦践角δ2.库仑蓝总主蛮动土具压力利作用哈点总主渣动土干压力可的作严用点拴位于尸主动嚼土压晚力三签角形牌分布役图形捧的重雪心，魔即墙辨底面亚以上H晃/3处,如图7-睛10以c所示7.雷4.知2库仑企被动葛土压伐力计科算1.库仑赞被动寻土压们力计设算简塘图图7-掌11库仑寇被动雾土压宇力计喝算2.库伦课土压付力的博计算(7况.9寺)(7苦.1杀0)式中－－谊被动耕土压驳力系书数；为其他回符号汪意义平同式息（7.屈8）3.库仑暑总被拆动土花压力完作用嘴点总被有动土存压力码的作蝴用点铲位于承被动克土压到力三裙角形择分布奖图形扔的重沟心，吊即墙俱底面爱以上H帜/怨3处，舒如图7-棕11温c所示委。7.丢4.度3朗肯记土压偷力理向论与遥库仑狗土压辨力理徐论的进比较1.分析衔原理威的异铸同2.墙背产条件剪不同3.填土呜条件室不同4.计算辣误差屠不同7.海5几种质常见砍情况何的土成压力7.破5.逆1地面当均布脂荷载瞎作用晶下的供土压指力计司算1.主动飘土压戏力（1）挡明土墙男墙背另垂直捞，填弱土表哲面水逝平的岗情况在水去平面管上作葛用均迈布荷误载q（kP存a）时品，可浴把均圆布荷料载q视为掀虚构翠的填蚕土自殿重γh的自惧重产驳生。把虚构营填土献的当菌量高涛度为h=q坡/γ，如方图7-暗12死a所示敞。作用彻在挡默土墙姻墙背血上的瞧土压萍力由透两部耳分组醋成：1）实光际填摄土高H产生恨的土像压力γ腊/破2。2）由哨均匀莫荷载q换算懂成的补当量歇填土稳高h产生铺的土茎压力。墙背究作用绸的总兵土压僚力为耀：(7浙.1怜1)土压氧力呈疫梯形币分布语，作仙用点学在梯鞋形的侮重心慌。图7-未12填土津表面磨有均械布荷税载时趟的土乐压力贱计算（2）挡呀土墙办墙背锁倾斜萄，填饱土表锻面倾待斜的腿情况计算喜当量抓填土饼高度h=qγ，此舞虚构昨填土棚的表健面斜累向延辫伸与吨墙背AB向上爬延长键线交鼠于A′点，街如图7-艰12内b所示石。按A′B为虚锹构墙涌背计且算土吴压力颂，此绕虚构豪挡土栽墙的晌高度吸为h′掏+H。ΔAA′F中应稻用正脏弦定龙理可想得：(7菊.1照2)ΔAA′E中应咳用正忠弦定犹理可黄得：(7讽.1请3)有(7霞.1勤2)和(7记.1球3)可得:(7膜.1盆4)墙背亚作用无的总数主动街土压谋力按真式下御式计蠢算，姐土压包力呈永梯形枪分布斗，作租用点陕在梯清形的咳重心父。(7且.1闸5)2.被动松土压宏力与主耽动土材压力叠计算懂原理梢相似抱，可廉得总懒被动善土压哭力为垫：(7奥.1脆6)土压弓力呈叹梯形厉分布酿，作蛙用点狸在梯六形的杜重心济。7.支5.积2墙后剪填土左分层夹情况若挡笨土墙住墙后尺填土峡有几狐层不秃同性危质的络水平茎土层罗，如区图7-录13所示板。此挖时，罢土压骡力计择算分寻第一盐层土狭和第赌二层婶土两改部分昼。图7-百13填土钞分层寨时土砌压力供计算图7-灾14填土版中有搏地下置水时锁土压发力计稼算7.惜5.鬼3填土慌中有咸地下兴水情梳况当挡僵土墙咏后填薯土中依有地教下水侄位时彻，这障时作射用在尚挡土斑墙上衬的压却力除熔了土咸压力条外，卡还有录水压和力的纵作用变。在间计算积挡土较墙所麦受的歌总侧晚压力控时，行对地纳下水勉位以爪上部膀分的仓土压劝力计快算同知前，鼻对地竹下水禾位以颗下部确分的轿土压颜力和掌水压古力的茄计算虑。遇跃到这歼种情知况，捏应将雀水压刚力和荐土压描力分深别进质行计创算，堪如图7-榴14。1.土压怕力的脸计算戒。。在限地下络水位停以下泛，土格体的莫重度隙采用贵有效惜重度行，休土压坟力系烧数采迎用有厘效应探力抗腊剪强奴度指宅标计很算，悔并计剧算水镰压力初。例拨如水俗深，墙剩底处景土压意力2.水压帜力的锋计算钩按立下式孔计算（7.底17）（7.嫂18）7.忌6挡土陶墙设惊计7.烟6.棉1挡土坦墙类健型常用经的挡程土墙签型式御有重获力式协、悬沙臂式报、扶暖壁式泼、锚伐杆及火锚定揭板式哀和加列筋土尤挡土墙观等。拾一般扰应根裹据工颂程需倍要、趣土质稼情况剥、材凝料供坝应、始施工德技术街以及露造价究等因技素合理友选择著。图7-植15重力搁式挡久土墙图7-向16悬臂炉式挡铜土墙习图7-脖17扶壁族式挡筹土墙图7-绞18锚杆赴式挡省土墙7.蛇6.仓2挡土淘墙的尚计算挡土鬼墙截雪面尺适寸一辰般按凤试算旦法确诉定，染即先愿根据浮挡土亭墙的鸦工程呜地质将、填晶土性陷质、牛荷载浴情况渐以及双墙体售材料盘和施顷工条益件凭糟经验汪初步领拟定忧截面蚁尺寸煮，然刷后进匀行验戴算，因如不神满足皆要求尚，则统修改锤截面娇尺寸址或采污取其鲁他措救施。1.挡土舟墙计岔算的伯内容1）稳遇定性观验算孝，包等括抗优倾覆流稳定螺性验站算和油抗滑壳移稳州定性租验算甚。2）地匪基承鄙载力煌验算悟。3）墙惊身材封料强惠度验多算。看符合辛现行《混凝某土结悬构设砍计规唯范》和《砌体蝇结构匹设计规范》等规州定要胸求。如图7-雄19脊a所示润，作丙用在房诚挡土以墙上斜的荷胀载有涛墙身欢自重G、土滔压力纹和基门底反野力。危土压旦力是棚作用研在挡增土墙沸上的览主要告荷载裙，包膊括墙饶背作见用的六主动乳土压史力Ea；若鲁挡土笔墙基齿础有促一定完的埋叼深，仅则埋摔深部最分前岩趾上据因整拼个挡名土墙强前移畅而受肾挤压跨，故急对墙哨体还货作用罪着被屑动土狠压力Ep，设普计时Ep可忽铲略不佣计，太使结歪果偏输于安面全。此外挽，若礼挡土煮墙排文水不扑良，伞填土笋积水事需计绣入水麻压力谋，对妈地震毯区还抄应考觉虑地仗震效爱应等靠。验吸算稳娇定性提时，获土压技力及旱自重删的荷译载分榴项系你数可日取1.说0；当湿土压投力作伟为外摄荷载蜜时，寒应取1.桨2的荷仅载分体项系健数图7-疾19挡土屋墙上嚷抗倾辣覆稳过定性召验算3.挡土汗墙稳氏定性奴验算（1）抗靠倾覆退稳定宇性验隆算挡土容墙的单破坏件大部讲分是股倾覆予破坏少。如残图6-境29季b所示缠，要楼保证毁挡土签墙在抛土压桐力的嗽作用厦下不损发生缸绕墙伟趾O点的汤倾覆讨，必盾须要壶求抗微倾覆风稳定叹性安品全系训数Kt（O点的虫抗倾已覆力企矩与芹倾覆占力矩烟之比锦）≥1.届6，即尽：（7.寇19）若按孩式（7-昌19）验妨算不支满足遵要求睡时，帮可采悔取以鼠下措菠施进勺行处梯理：1）增疑大挡揪土墙秒断面谨尺寸施，使G增大匀，但缩慧工程鬼量相掀应增登大。2）伸愈长墙桑趾，较加大0x，但府墙趾膜过长掏，若饰厚度侧不够渠，则搏需配臣置钢诸筋。3）墙醋背做剑成仰竿斜，深减小缝土压纵力。4）在关挡土恰墙竖似直墙仔背上冷作卸原载台君，形申状如昏牛腿材，如尿图7-秒20所示朽，则芦平台锻以上汪的土游压力柄不能趴传递港到平秃台以阿下，移总土柿压力辩减小译，故润抗倾拾覆稳犹定性酬增大雷。图7-亮20挡土贫墙上序的卸谊载台图7-雁21挡土底墙上丢抗滑河稳定悉性验曲算（2）抗声滑移雪稳定但性验淘算在土程压力票作用斗下，倾挡土土墙也涉可能胖沿基拼础底不面发德生滑凝动，蜜如图7-降21所示杜。因价此要壳求基欠底的悼抗滑改安全带系数Ks（抗央滑力脆与滑辨动力办之比杀）≥1.酿3，即所：（7.吗20）μ－－阔土对狸挡土话墙基涉底的鄙摩擦终系数脱，宜鸦按试姓验确唤定，战也可店按表7-优3选用新。表7-左3土对圣挡土坊墙基受底的葛摩擦肠系数μ若按吹式（7-沃20）验心算不蛛满足缎要求哀时，业可采箱取以谊下措扎施进竞行处阿理：1）增欢大挡宁土墙寻断面制尺寸录，使G增大贿，增牢大抗妻滑力悦。2）墙滩基底取面做悼成砂哑、石万垫层常，以室提高μ，增台大抗扰滑力忌。3）墙悟底做飘成逆亮坡，鄙利用卵滑动厘面上呼部分坟反力任来抗铃滑，叔如图6-想32举a所示械。4）在如软土谨地基很上，傲其它术方法遭无效非或不浊经济溉时，俩可在理墙踵欣后加躁拖板狐，利挨用拖绪板上的现土重决来抗炮滑，伟拖板越与挡籍土墙耗之间摧应该雷用钢朗筋连砖接，扁如图6-资32懂b所示鼻。图7-