土压力与土坡稳定分析-土压力计算（基础工程）

如果墙背倾斜，具有倾角

；墙背粗糙，与填土摩擦角为

；墙后填土面任意。如何计算挡土墙后的土压力？

平面滑裂面假设：滑裂面为平面刚体滑动假设：破坏土楔为刚体滑动楔体在两个平面上处于极限平衡状态假设条件：主动极限平衡状态被动极限平衡状态

(一)主动土压力-砂土变化

,取若干滑裂面,使土压力E最大dE/d

=0,求得

，得：ABC1

1R1

EW取一滑裂面，假设滑面上满足极限平衡条件，通过力平衡求EW1E1R1C2C3C4C5

=HEEpE0Ea

-H1~5%1~5%o

EEa－库仑主动土压力系数Ea特例:===0，即墙背垂直光滑，填土面水平，与朗肯理论等价

土压力分布：三角形分布(二)被动土压力-砂土求解方法类似主动土压力,变化

,

使E最小，dE/d

=0,求得

：W

ABC

REE库仑RW土压力分布(二)被动土压力HEp

－

EpHKpH/3

三、粘性土的图解法W中包括BCDE

Eaz0WBCDACADCAER

EWEaRCAECAD朗肯土压力理论基本条件和假定三个基本条件墙背光滑墙背垂直填土表面水平假设墙后各点均处于极限平衡状态(一)填土为砂土

由于墙背光滑垂直(没有剪应力)，墙背相当于一个半无限土体中的对称线，墙后为半无限土体的一半。1.主动土压力pa=sh=tg2(45

-f/2)gz(kN/m2)主动土压力系数Ka=tg2(45

-f/2)土压力直线分布合力

Ea=1/2KagH2(kN/m)作用点：底部以上1/3H处滑裂面方向：与水平夹角45

+f/2

HH/3HKac

2

fA

3

1

cctg

(

1+3

)/2主动土压力分布墙后破裂面形状45＋/2pa=KagzHH/3HKapa=tg2(45

-f/2)gz

(kN/m2)主动土压力系数

Ka=tg2(45-f/2)2.被动土压力pp=sh=tg2(45

+f/2)gz

(kN/m2)Kp=tg2(45

+f/2)直线分布总被动土压力

Ep=1/2Kp

gH2

(kN/m)作用点：底部以上1/3H处滑裂面方向：与水平夹角45

-f/2

c

2

fA

3

1

cctg

(

1+3

)/2H/3H

HKp被动土压力分布墙后破裂面形状45－/290+z<z0

拉应力，开裂z>z0

总主动土压力HKaHKa-2cKaZ0Ea2cKa(H-Z0)/3PaK0

v

v

1.主动土压力(二)填土为粘性土(二)填土为粘性土2被动土压力被动土压力分布HKpEp2cKpH总被动土压力

v

Pp1、土坡滑动（滑坡）的概念土坡在一定范围内整体地沿某一滑动面向下和向外滑移而丧失稳定性。滑坡

2、原因：（1）剪应力增大；（2）抗剪强度减小；（3）静水力的作用。3、简单土坡：指由均质土组成，坡面单一，顶面与底面均水平，且长度为无限长的土坡。（一）无粘性土坡稳定性分析取坡面上土颗粒M来研究：1.15~1.5=K稳定系数从上式看出，只要土坡就是稳定的。无粘性土坡稳定性分析土坡剖面作用在土条上的力（二）粘性土坡稳定分析毕肖普分条法：1、作用在土条上的力如右图所示；2、假定的合力与的合力相等且在同一直线上。由静力平衡条件得：作用在ef面上的正应力和剪应力分别为：土坡剖面作用在土条上的力3、作用在滑动面ab上的总剪切力之和：4、按总应力法，土条ef上的抗剪力为：如采用有效应力法，取，则抗剪力表示为：5、整个滑动面上的抗剪力为：6、抗剪力与剪切力之比定义为安全系数K：7、选取若干个滑弧试算，得安全系数最小的一个滑弧，即为最危险的滑弧。8、要求K大于1.1~1.5。9、最危险滑弧两端距坡顶点和坡脚点各为0.1nH处，且滑弧中心在ab线的垂直平分线上。二、地基稳定性分析地基稳定性问题包括：1、地基承载力不足而失稳；2、水平荷载作用下的构筑物基础的倾覆和滑动失稳及边坡失稳。一般采用以下两种方法进行分析（一）圆弧分析法（二）非圆弧滑动法挡墙连同基础一起滑动先求出作用于滑动体的力系，即计算绕圆弧中心的滑动力矩和抗滑力矩，二者之比即为整体滑动稳定系数K。（1）计算各力：