河南理工大學(xué)土力學(xué)總復(fù)習(xí)

1、 掌握土的三相組成及換算 掌握土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。 熟練掌握土的物理性質(zhì)指標(biāo) 和土的物理狀態(tài)指標(biāo)。 熟悉土的脹縮性、濕陷性及 凍脹性。 掌握土的工程分類原則，了 解土的分類標(biāo)準(zhǔn)。 第一章 土的物理性質(zhì)及工程分類土的物理性質(zhì)及工程分類 土有三個(gè)組成部分：固相、液相和氣相土有三個(gè)組成部分：固相、液相和氣相 1. 固體顆粒固體顆粒 2. 土中水土中水 3. 土中氣體土中氣體 粒徑級(jí)配粒徑級(jí)配 礦物成分礦物成分 顆粒形狀顆粒形狀 結(jié)合水結(jié)合水 (強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水) 自由水自由水 (重力水、毛細(xì)水重力水、毛細(xì)水) 自由氣體自由氣體 封閉氣體封閉氣體 土的三相組成土的三相組成 粒徑級(jí)配 粒

2、徑級(jí)配累積曲線及指標(biāo)的用途粒徑級(jí)配累積曲線及指標(biāo)的用途： 1）粒組含量粒組含量用于土的分類定名用于土的分類定名； 2）不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)Cu用于判定土的不均勻程度：用于判定土的不均勻程度： Cu 5, 不均勻土不均勻土； Cu 3 或 Cc 1,級(jí)配不連續(xù)土級(jí)配不連續(xù)土 4）不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)Cu和和曲率系數(shù)曲率系數(shù)Cc用于判定土的級(jí)配優(yōu)劣：用于判定土的級(jí)配優(yōu)劣： 如果如果 Cu 5且且 C c = 1 3 ， 級(jí)配級(jí)配 良好的土良好的土； 如果如果 Cu 3 或或 Cc 1, 級(jí)配級(jí)配 不良的土不良的土 1.21.2土的三相組成土的三相組成 三相草圖三相草圖 Water Air Soli

3、d Va Vw Vs Vv V ma=0 mw ms m 質(zhì)量質(zhì)量體積體積 saw vaw VVVV VVV swa a www mmmm m0 mV 已知關(guān)系五個(gè)已知關(guān)系五個(gè): : 共有九個(gè)參數(shù)共有九個(gè)參數(shù): V Vv Vs Va Vw / / ms m w ma m 剩下三個(gè)獨(dú)立變量剩下三個(gè)獨(dú)立變量m ms s、V Vw w、V Va a 三相草圖法三相草圖法 物性指標(biāo)是比例關(guān)系物性指標(biāo)是比例關(guān)系: : 可假設(shè)任一參數(shù)為可假設(shè)任一參數(shù)為1（Vs） 對(duì)于飽和土對(duì)于飽和土, Va=0 剩下兩個(gè)獨(dú)立變量 實(shí)驗(yàn)室測(cè)定實(shí)驗(yàn)室測(cè)定其它指標(biāo)其它指標(biāo) 是一種簡(jiǎn)單而實(shí)用的方法是一種簡(jiǎn)單而實(shí)用的方法 1.4土

4、的物理性質(zhì)指標(biāo)土的物理性質(zhì)指標(biāo) aws ws VVV mm V m s s s s d V m s s s w m mm m m (%)w =g s v V V e V V (%)n v v w r V V (%)S V m s d V Vm vws sat 常用物理性質(zhì)指標(biāo)的實(shí)用計(jì)算公式常用物理性質(zhì)指標(biāo)的實(shí)用計(jì)算公式 1 1 ) )(1(1d d e e , , e e d d s s , , e e1 1 e e n n , , 1 1 w ws s s s r r d d w w s s satsat e e1 1 e ed d s s e e1 1 1 1d d w wsatsat 塑

5、限塑限wp液限液限wl 稠度界限稠度界限 粘性土的稠度反映土中水的形態(tài)粘性土的稠度反映土中水的形態(tài) 固態(tài)或固態(tài)或半固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)塑態(tài) 流態(tài)流態(tài) 強(qiáng)結(jié)合水膜最大強(qiáng)結(jié)合水膜最大 出現(xiàn)自由水出現(xiàn)自由水 強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水弱結(jié)合水自由水自由水 稠度狀態(tài)稠度狀態(tài) 含水量含水量 土中水的形態(tài)土中水的形態(tài) w 土顆粒土顆粒 強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水 弱結(jié)合水弱結(jié)合水 土顆粒土顆粒 強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水 土顆粒土顆粒 自由水自由水 弱結(jié)合水弱結(jié)合水 強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水 plp Iww 吸附弱結(jié)合吸附弱結(jié)合 水的能力水的能力 塑性指數(shù)塑性指數(shù) 1.6 粘性土的物理狀態(tài)粘性土的物理狀態(tài) p pL Lp p w ww wI

6、 I 17I10 P 17IP 01I3 P wS WpWL 液態(tài)液態(tài)固態(tài)固態(tài)塑態(tài)塑態(tài) 半固態(tài)半固態(tài) 0 常作為細(xì)粒土工程分類的依據(jù)常作為細(xì)粒土工程分類的依據(jù) 粘土粘土 粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土 粉土粉土 相對(duì)稠度相對(duì)稠度 p L lp ww I ww 液性指數(shù)液性指數(shù) 定義：定義： wp w wl IL1 堅(jiān)硬狀堅(jiān)硬狀 態(tài)態(tài) 可塑狀可塑狀 態(tài)態(tài) 流流 態(tài)態(tài) 0.00 0.25 0.25 - 0.75 0.75 1.00 硬硬 塑塑 可可 塑塑 軟軟 塑塑 u u t q q S 反映粘性土結(jié)構(gòu)性的指標(biāo)反映粘性土結(jié)構(gòu)性的指標(biāo) 0 3 u q u q 相同含水量、密度相同含水量、密度 1.1.粘性土的靈

7、敏度粘性土的靈敏度 S St t = 原狀土原狀土結(jié)構(gòu)性結(jié)構(gòu)性 相同含水量相同含水量 密度、組成密度、組成 粉碎粉碎 重塑重塑 重塑土重塑土 強(qiáng)度降低強(qiáng)度降低 St 1 1-2 2-4 4-8 8-16 16 粘性土粘性土 不靈敏不靈敏 低靈敏低靈敏 中等靈中等靈 敏敏 靈敏靈敏 很靈敏很靈敏 流動(dòng)流動(dòng) 原狀土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)原狀土的無側(cè)限抗壓強(qiáng) 度度 重塑土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)重塑土的無側(cè)限抗壓強(qiáng) 度度 土的壓實(shí)性：指在一定的含水率下，以人工或機(jī)械的 方法，使土能夠壓實(shí)到某種密實(shí)度的性質(zhì). 擊實(shí)方法： 室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn): : 夯打、振動(dòng)、碾壓 1.7 1.7 土的壓實(shí)性土的

8、壓實(shí)性 研究擊實(shí)性的目的： 以最小的能量消耗獲得最大的壓實(shí)密度 2. 2. 理論分析理論分析 壓實(shí)機(jī)理：壓實(shí)機(jī)理： 顆粒被擊碎，土粒定向排列顆粒被擊碎，土粒定向排列; 粒團(tuán)破碎，粒間聯(lián)結(jié)力被破粒團(tuán)破碎，粒間聯(lián)結(jié)力被破 壞而發(fā)生孔隙體積減小壞而發(fā)生孔隙體積減小; 空氣被擠出或被壓縮等空氣被擠出或被壓縮等 弱結(jié)合水，水膜潤(rùn)滑作用效果最佳弱結(jié)合水，水膜潤(rùn)滑作用效果最佳; ; 尚沒有形成封閉氣泡，氣體易于排出尚沒有形成封閉氣泡，氣體易于排出; ; 顆粒表面水膜很薄，強(qiáng)結(jié)合水，相對(duì)移動(dòng)困難顆粒表面水膜很薄，強(qiáng)結(jié)合水，相對(duì)移動(dòng)困難 水膜潤(rùn)滑作用不明顯水膜潤(rùn)滑作用不明顯; 封閉氣泡難以排出封閉氣泡難以排出;

9、 增加水的相對(duì)含量增加水的相對(duì)含量 op, d dmax op , d op , di0, v=k(i - i0 ) )1m( kiv m 2.42.4土的滲透性與滲透規(guī)律土的滲透性與滲透規(guī)律 2 土的滲透性和滲流問題 二. 滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律 n 流土：在流土：在向上向上的滲透作用下，表層的滲透作用下，表層局部范圍內(nèi)的土體或顆局部范圍內(nèi)的土體或顆 粒群同時(shí)發(fā)生懸浮、移動(dòng)的現(xiàn)象。任何類型的土，只要粒群同時(shí)發(fā)生懸浮、移動(dòng)的現(xiàn)象。任何類型的土，只要水水 力坡降達(dá)到一定的大小，都可發(fā)生流土破壞力坡降達(dá)到一定的大小，都可發(fā)生流土破壞 cr ii e1 1G i s cr F 原因：原因：與土的密實(shí)度有

10、關(guān)與土的密實(shí)度有關(guān) 粘性土粘性土k1k2 砂性土砂性土k2 壩體壩體 滲流滲流 2.2.形成條件形成條件 s cr F i ii Fs: 安全系數(shù)安全系數(shù)1.52.0 i : 允許坡降允許坡降 i icr : 土體處于穩(wěn)定狀態(tài)土體處于穩(wěn)定狀態(tài) 土體發(fā)生流土破壞土體發(fā)生流土破壞 土體處于臨界狀態(tài)土體處于臨界狀態(tài) 流土流土 經(jīng)驗(yàn)判斷：經(jīng)驗(yàn)判斷： 無壓重時(shí)：無壓重時(shí)： 壩體壩體 F 原因原因 內(nèi)因內(nèi)因有足夠多的粗顆粒形成大于細(xì)粒直徑的孔隙通道有足夠多的粗顆粒形成大于細(xì)粒直徑的孔隙通道 外因外因滲透力足夠大滲透力足夠大 n 管涌：在滲流作用下，一定級(jí)配的無粘性土中的細(xì)小顆管涌：在滲流作用下，一定級(jí)配的

11、無粘性土中的細(xì)小顆 粒，通過較大顆粒所形成的孔隙發(fā)生移動(dòng)，最終在土中粒，通過較大顆粒所形成的孔隙發(fā)生移動(dòng)，最終在土中 形成與地表貫通的管道形成與地表貫通的管道 滲流滲流 過程演示過程演示 1. 在滲透水流作用下，在滲透水流作用下， 細(xì)顆粒在粗顆粒形成細(xì)顆粒在粗顆粒形成 的孔隙中移動(dòng)流失的孔隙中移動(dòng)流失 2. 孔隙不斷擴(kuò)大，滲流孔隙不斷擴(kuò)大，滲流 速度不斷增加，較粗速度不斷增加，較粗 顆粒也相繼被水帶走顆粒也相繼被水帶走 3. 形成貫穿的滲流通道，形成貫穿的滲流通道， 造成土體塌陷造成土體塌陷 hD 12.24m 2m 例開挖基坑，土體為均質(zhì)各向同性的粉質(zhì)粘土厚例開挖基坑，土體為均質(zhì)各向同性的粉

12、質(zhì)粘土厚14.24m，底部，底部 為砂土。地下水在地表以下為砂土。地下水在地表以下2m處。粉質(zhì)粘土的孔隙比處。粉質(zhì)粘土的孔隙比e為為0.62， 比重為比重為2.7。那么基坑開挖多深可以避免發(fā)生流土。那么基坑開挖多深可以避免發(fā)生流土。 cr i h H i iicr h h12.24 1.05 5.97mh 5.9714.24 1.05 e1 1Gs 2.71 10.62 h h12.24 h hH h2)(12.24D 8.27m hD 12.24m 2m 熟練掌握土中自重應(yīng)力的計(jì)算及分布 熟練掌握基底壓力的計(jì)算及分布 熟練掌握矩形均布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì) 算及分布規(guī)律 掌握有效應(yīng)力原理 了

13、解其他荷載作用下附加應(yīng)力計(jì)算 1.均質(zhì)地基均質(zhì)地基 豎直向：豎直向： 0 yx yx 水平向水平向： 土單元無側(cè)向位移屬于有側(cè)限應(yīng)變條件：土單元無側(cè)向位移屬于有側(cè)限應(yīng)變條件： 根據(jù)彈性力學(xué)中廣義虎克定律：根據(jù)彈性力學(xué)中廣義虎克定律： cz0cycx K A W cz A zA z zyxx E 1 0 zx 1 z0 k sz sy sx 地下水位以上用天然容重地下水位以上用天然容重,地下水位以下用浮容重地下水位以下用浮容重 2.計(jì)算點(diǎn)在地下水位以下計(jì)算點(diǎn)在地下水位以下 sz sy sx 2 1cz HH wsat n 1i nn2211cz i h i h.hh 3.成層土中自重應(yīng)力成層土中

14、自重應(yīng)力 2 2 3 3 1 1 均均 質(zhì)質(zhì) 地地 基基 成成 層層 地地 基基 自重應(yīng)力分布曲線自重應(yīng)力分布曲線 為作用于任意面上的全部應(yīng)力（自重應(yīng)力與附加為作用于任意面上的全部應(yīng)力（自重應(yīng)力與附加 應(yīng)力）；應(yīng)力）； 為有效應(yīng)力，作用于同一平面的土的骨架上，也為有效應(yīng)力，作用于同一平面的土的骨架上，也 稱粒間應(yīng)力；稱粒間應(yīng)力； u 為孔隙水壓力為孔隙水壓力 u / 土的變形與強(qiáng)度都只取決于有效應(yīng)力土的變形與強(qiáng)度都只取決于有效應(yīng)力, ,只有有效應(yīng)力才只有有效應(yīng)力才 能使土體產(chǎn)生固結(jié)和強(qiáng)度的改變能使土體產(chǎn)生固結(jié)和強(qiáng)度的改變 有效應(yīng)力有效應(yīng)力 總應(yīng)力已知或易知總應(yīng)力已知或易知 孔隙水壓測(cè)定或算定孔

15、隙水壓測(cè)定或算定 通常通常, , u 一、一、有效應(yīng)力原理有效應(yīng)力原理 1、靜水條件下的有效應(yīng)力計(jì)算、靜水條件下的有效應(yīng)力計(jì)算 21www hhhu hAhAAWsz 2 21w2sat1 h)h(hhh w u )h(hhh(h 21w2 21w ) 2 h 有效應(yīng)力與土面以上靜水位有效應(yīng)力與土面以上靜水位 的高低無關(guān)。的高低無關(guān)。 不同條件下的不同條件下的有效應(yīng)力和孔隙水壓力的計(jì)算有效應(yīng)力和孔隙水壓力的計(jì)算 有效應(yīng)力原理的應(yīng)用有效應(yīng)力原理的應(yīng)用 2、穩(wěn)定滲流作用下的有效應(yīng)力穩(wěn)定滲流作用下的有效應(yīng)力 hhh hu 21w ww 2 21w hh(h) l向下滲流，存在水位差，總應(yīng)力不變，孔隙

16、水壓力減少，有效應(yīng)向下滲流，存在水位差，總應(yīng)力不變，孔隙水壓力減少，有效應(yīng) 力增加力增加 u h)-h(hhh(h 21w2 21w ) hh w2 2、穩(wěn)定滲流作用下的有效應(yīng)力、穩(wěn)定滲流作用下的有效應(yīng)力 hhhhu 21www l向上滲流向上滲流-總應(yīng)力不變，孔隙水壓力增加，有效應(yīng)力減少總應(yīng)力不變，孔隙水壓力增加，有效應(yīng)力減少 2 21w h)h(h 2 h h i 2 hih u h)h(hhh(h 21w2 21w ) hh w2 2w2 ihh 流砂臨界條件流砂臨界條件 1、中心荷載下的基底壓力、中心荷載下的基底壓力 B L P 矩形基礎(chǔ)矩形基礎(chǔ): B B L L x x y y P

17、LBA A GF A P p GFP F為上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的垂直荷載，為上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的垂直荷載，KN G為基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)臺(tái)階上的土重為基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)臺(tái)階上的土重 AdrG G 3 G 20kN/mr 集中力集中力 2、偏心荷載下的基底壓力、偏心荷載下的基底壓力 對(duì)于單向偏心荷載作用下的矩形面積基底壓力對(duì)于單向偏心荷載作用下的矩形面積基底壓力 x x y y L L B B e e P y M FG p AW ( y MFG) e 矩形基礎(chǔ)底面的矩形基礎(chǔ)底面的 抵抗矩抵抗矩 max,min P6e p(1) B LL FG6e (1) B LL 2 1 WL B 6 d LB GF

18、pp sz0 三、基礎(chǔ)底面附加應(yīng)力三、基礎(chǔ)底面附加應(yīng)力(p0 dpp 0 d p contact pressure 基底壓力基底壓力 基底附加應(yīng)力基底附加應(yīng)力 d 注：注：d=0時(shí)，地面，無埋深時(shí)，地面，無埋深 要減少建筑物沉降，需加大埋深要減少建筑物沉降，需加大埋深 pp 0 3.5 地基中的附加應(yīng)力計(jì)算地基中的附加應(yīng)力計(jì)算 一、豎向集中力作用下的附加應(yīng)力計(jì)算一、豎向集中力作用下的附加應(yīng)力計(jì)算 布辛尼斯克布辛尼斯克(Boussinesq)解答解答 假定：假定： 地基是半無限空間彈性體；地基是半無限空間彈性體； 地基土是均勻連續(xù)的，即變形模量地基土是均勻連續(xù)的，即變形模量E E和側(cè)膨脹系數(shù)和側(cè)

19、膨脹系數(shù) 各處相等；各處相等； 地基土是等向的，即各向同性的，同一點(diǎn)的地基土是等向的，即各向同性的，同一點(diǎn)的E E和和各各 個(gè)方向相等。個(gè)方向相等。 地基中附加應(yīng)力的分布規(guī)律地基中附加應(yīng)力的分布規(guī)律 3.在同一水平面上，附加應(yīng)力隨在同一水平面上，附加應(yīng)力隨r的增大的增大 而減少。而減少。 1.集中力作用線上集中力作用線上 （r=0）附加應(yīng)力隨）附加應(yīng)力隨 深度的增加而遞減。深度的增加而遞減。 r 2、r不為不為0時(shí)，在地表時(shí)，在地表 處的附加應(yīng)力為處的附加應(yīng)力為0，隨，隨 著深度的增加，應(yīng)力逐著深度的增加，應(yīng)力逐 漸遞增，但到一定深漸遞增，但到一定深 度后，又隨著深度的增度后，又隨著深度的增

20、加而減少。加而減少。 z 2 P z 2 5/2 31 21( / ) r z 一、矩形基底一、矩形基底受受豎向均布荷載豎向均布荷載作用時(shí)的豎向附加應(yīng)力作用時(shí)的豎向附加應(yīng)力 zc p c L z F(B,L,z)F(,)F(m,n) B B t 5 3 t z P R z 2 3P tc LB dxdy x 00 二、二、 矩形基底矩形基底受受三角形分布荷載三角形分布荷載時(shí)的附加應(yīng)力時(shí)的附加應(yīng)力 tc Lz F(,)F(m,n) BB 三、圓形面積均布荷載作用時(shí)的附加應(yīng)力計(jì)算三、圓形面積均布荷載作用時(shí)的附加應(yīng)力計(jì)算 四、條形基底三角形分布荷載作用下地基附加應(yīng)力四、條形基底三角形分布荷載作用下地

21、基附加應(yīng)力 五、條形基底三角形分布荷載作用下地基附加應(yīng)力五、條形基底三角形分布荷載作用下地基附加應(yīng)力 受荷面積受荷面積 一點(diǎn)一點(diǎn) 矩形面積矩形面積 條形面積條形面積 坐標(biāo)原點(diǎn)坐標(biāo)原點(diǎn) 集中力作集中力作 用點(diǎn)用點(diǎn) 角點(diǎn)角點(diǎn) 中點(diǎn)中點(diǎn) 地基中計(jì)地基中計(jì) 算點(diǎn)的位算點(diǎn)的位 置置 任意點(diǎn)任意點(diǎn)角點(diǎn)下角點(diǎn)下 任意點(diǎn)任意點(diǎn) 任意點(diǎn)任意點(diǎn) 集中力作集中力作 用用 豎向均布豎向均布 荷載荷載 豎向三角豎向三角 形荷載形荷載 2 z P z z r P cz ),( b z b l c 01Ptz 0 P s zz ),( b z b x s z t s tz P ),( b z b x s t ),( 1 b

22、 z b l t 第四章第四章 土的壓縮性和地土的壓縮性和地 基沉降計(jì)算基沉降計(jì)算 1 土的壓縮性土的壓縮性 2 地基最終沉降量計(jì)算地基最終沉降量計(jì)算 3 地基沉降與時(shí)間的關(guān)系地基沉降與時(shí)間的關(guān)系 施加荷載，靜置至施加荷載，靜置至 變形穩(wěn)定變形穩(wěn)定 逐級(jí)加大荷載逐級(jí)加大荷載 百分表百分表 加壓上蓋加壓上蓋 試樣試樣 透水石透水石 護(hù)環(huán)護(hù)環(huán) 環(huán)刀環(huán)刀 壓縮壓縮 容器容器 n 側(cè)限壓縮試驗(yàn)側(cè)限壓縮試驗(yàn) P1 s1 e1 e0 p t e s t n 測(cè)定：測(cè)定： 軸向壓縮應(yīng)力軸向壓縮應(yīng)力 軸向壓縮變形軸向壓縮變形 P2 s2 e2 P3 s3 e3 0100200 300400 0.6 0.7 0

23、.8 0.9 1.0 e e P t 1 p 2 p S t 1 e 2 e 0 e 3 e 1 s 2 s 3 s e )e(1 h s ee 0 1 01 d d s 0 (1w) e1 )( a KPP 1、 土的壓縮性土的壓縮性 )e(1 h s ee 0 1 01 1 w)(1d e s 0 壓縮系數(shù)壓縮系數(shù) 12 21 ee a pp 1 e 2 e e p 2 p 1 p 壓縮模量壓縮模量 1 s 1e E a 12 21 c logplogp ee C 1 a spH 1 e H 1 21 e1 ee S s E pH s )e(1 H s ee 112 12 21 ee a

24、pp 1 s 1e E a 側(cè)限狀態(tài)下地基土的壓縮變形計(jì)算側(cè)限狀態(tài)下地基土的壓縮變形計(jì)算 H 1 12 e1 )p-a(p S 4.4 地基的最終沉降量計(jì)算地基的最終沉降量計(jì)算 1.分層總和法分層總和法2.規(guī)范法規(guī)范法 分層總和法計(jì)算地基的最終沉降量分層總和法計(jì)算地基的最終沉降量計(jì)算步驟計(jì)算步驟 1.畫出基礎(chǔ)及土層的剖面圖，畫出基礎(chǔ)及土層的剖面圖， 選擇沉降計(jì)算點(diǎn)的位置選擇沉降計(jì)算點(diǎn)的位置 2.地基分層地基分層 每層厚度每層厚度12m, =0.4b ； d 地面地面 基底基底 p 不同土層界面；不同土層界面； 地下水位線地下水位線； 3.計(jì)算原地基中自重應(yīng)力分布：計(jì)算原地基中自重應(yīng)力分布：從地

25、面計(jì)算從地面計(jì)算 d 地面地面 基底基底 F p0 d 自重應(yīng)力自重應(yīng)力 附加應(yīng)力附加應(yīng)力 ci zi Hi n 1i nn2211c i h i h.hh BL F p 4.計(jì)算基礎(chǔ)中心點(diǎn)以下計(jì)算基礎(chǔ)中心點(diǎn)以下 地基中豎向附加應(yīng)力分布。地基中豎向附加應(yīng)力分布。 z從基底算起從基底算起； z是由基底附加應(yīng)力是由基底附加應(yīng)力 p0引起的引起的 d LB F c PP 0 5.確定計(jì)算深度確定計(jì)算深度 一般土層：一般土層：z0.2 c； 軟粘土層：軟粘土層：z0.1 c； 6.按算術(shù)平均求各分層平均按算術(shù)平均求各分層平均 自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力 cic i 1 ci 2 2

26、1izzi zi p1 p1+ =p2 z e e1i e2i cip 2i zi d 地面地面 基底基底 p p0 d 自重應(yīng)力自重應(yīng)力 附加應(yīng)力附加應(yīng)力 沉降計(jì)算深度沉降計(jì)算深度 cizi Hi 7.求出第求出第i分層的壓縮量（用分層的壓縮量（用ep曲線）曲線） i 1i 2i1i i H e1 ee S i iii 1i a Sp H 1 e e e1i e2i cip 2i zi ii si i Hp E 1 S 8.最后將每一分層的壓縮量累加，最后將每一分層的壓縮量累加， 即得地基的總沉降量為：即得地基的總沉降量為：S= Si efdccdbaabfeefdccdbaabfe S=

27、S-SS= S-S 為平均附加應(yīng)力系數(shù)（可查表為平均附加應(yīng)力系數(shù)（可查表4.4.1,4.4.2） Zi、 zi-1 為從基底算至所求土層為從基底算至所求土層i的底面、頂面的底面、頂面 ii-1ii-1, , zi izi i i i s s H H S =S = E E ii-1ii-1 0i0i-10i0i-1 =p p z -z - p p z z ii-1ii-1 0ii-10ii-1 i i s s p (p (z -z - z )z ) S =S = E E ii-1ii-1 izi i0ii-1izi i0ii-1 A =A = H = p (H = p (z -z - z )z

28、) （1）基本公式）基本公式 0zi 0z(i-1) 附加應(yīng)力附加應(yīng)力 p0 zi-1 zi dtdt時(shí)段內(nèi)：時(shí)段內(nèi)： 1 1eq 1etz u w hku qAkikik zz 2 2 1w auku 1etz 2 1 2 w k 1e uu taz zz (u)eu aaa tttt 達(dá)西定律達(dá)西定律: : 土的壓縮性：土的壓縮性： z ea 有效應(yīng)力原理：有效應(yīng)力原理： zz u u - 超靜孔壓超靜孔壓 飽和土體的滲流固結(jié)理論飽和土體的滲流固結(jié)理論 - - 一維滲流固結(jié)理論一維滲流固結(jié)理論 數(shù)數(shù) 學(xué)學(xué) 模模 型型 孔隙體積的變化流入流出的水量差孔隙體積的變化流入流出的水量差 uCv 反

29、映土的固結(jié)特性：孔壓消散的快慢固結(jié)速度反映土的固結(jié)特性：孔壓消散的快慢固結(jié)速度 uCv 與滲透系數(shù)與滲透系數(shù)k成正比，與壓縮系數(shù)成正比，與壓縮系數(shù)a成反比；成反比； u單位：?jiǎn)挝唬篶m2/y；m2/year，粘性土一般在，粘性土一般在 10-4 cm2/s 量級(jí)量級(jí) 1 v w k(1e ) C a 2 1 2 w k 1e uu taz 2 v 2 uu C tz F 固結(jié)系數(shù)固結(jié)系數(shù): 飽和土體的滲流固結(jié)理論飽和土體的滲流固結(jié)理論 - - 一維滲流固結(jié)理論一維滲流固結(jié)理論 數(shù)數(shù) 學(xué)學(xué) 模模 型型 p 不透水不透水 z 排水面排水面 H z u o 2 v 2 uu C tz 微分方程：微分

30、方程： 初始條件和邊界條件初始條件和邊界條件 5 , 3 , 1me H2 zm sin m 1p4 u 1m T 4 m t , z v 2 2 t H C T 2 v v 為無量綱數(shù)，稱為時(shí)間因數(shù)，為無量綱數(shù)，稱為時(shí)間因數(shù)，反映超反映超 靜孔壓消散的程度也即固結(jié)的程度靜孔壓消散的程度也即固結(jié)的程度 方程的解：方程的解： 飽和土體的滲流固結(jié)理論飽和土體的滲流固結(jié)理論 - - 一維滲流固結(jié)理論一維滲流固結(jié)理論 方程求解方程求解 方程的解方程的解 F 平均固結(jié)度平均固結(jié)度U Ut t與沉降量與沉降量S St t之間的關(guān)系之間的關(guān)系 t時(shí)刻：時(shí)刻： SUS tt 確定沉降過程也即確定沉降過程也即S

31、t的關(guān)鍵是確定的關(guān)鍵是確定Ut 確定確定Ut的核心問題是確定的核心問題是確定uz.t S S H e1 a dz e1 a dz dz U t 1 z 1 t , z z t , z t 總應(yīng)力分布面積總應(yīng)力分布面積 有效應(yīng)力分布面積有效應(yīng)力分布面積 S S U t t 固結(jié)度固結(jié)度等于等于t t時(shí)刻的沉降量時(shí)刻的沉降量 與最終沉降量之比與最終沉降量之比 飽和土體的滲流固結(jié)理論飽和土體的滲流固結(jié)理論 - - 固結(jié)度的計(jì)算固結(jié)度的計(jì)算 z z z z 雙面排水雙面排水 取取1 時(shí)間因子時(shí)間因子TV中厚度中厚度H用用H/2代替代替 排水面的附加應(yīng)力排水面的附加應(yīng)力不排水面附加應(yīng)力不排水面附加應(yīng)力

32、Tv 4 地基沉降與時(shí)間的關(guān)系地基沉降與時(shí)間的關(guān)系 固結(jié)系數(shù)固結(jié)系數(shù) v v 2 C Tt H 時(shí)間因數(shù)時(shí)間因數(shù) S S U t z 1 a S H 1e 固結(jié)度固結(jié)度 基礎(chǔ)的最終沉降量基礎(chǔ)的最終沉降量 1 v w k(1 e ) C ar 地基沉降與時(shí)間關(guān)系計(jì)算地基沉降與時(shí)間關(guān)系計(jì)算 F求某一時(shí)刻求某一時(shí)刻t t的固結(jié)度與沉降量的固結(jié)度與沉降量 F求達(dá)到某一固結(jié)度所需要的時(shí)間求達(dá)到某一固結(jié)度所需要的時(shí)間 n 求某一時(shí)刻求某一時(shí)刻t t的固結(jié)度的固結(jié)度U Ut t與沉降量與沉降量S St t Tv=Cvt/H2 2 v v T 4 t,(T )2 8 U1e St=Ut S t，Cv 1 v

33、w k(1e ) C ar n 求達(dá)到某一沉降量求達(dá)到某一沉降量( (固結(jié)度固結(jié)度)U)Ut t所需要的時(shí)間所需要的時(shí)間t t Ut= St /S 從從 Ut 查表（計(jì)算）確定查表（計(jì)算）確定 Tv v 2 v C HT t 第五章：第五章： 土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度 熟練掌握土的抗剪強(qiáng)度理論及土的 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的確定。 掌握土的極限平衡條件，了解土的 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選擇。 了解飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度及應(yīng)力 路徑在土的抗剪強(qiáng)度中的應(yīng)用。 直剪試驗(yàn)的強(qiáng)度包線直剪試驗(yàn)的強(qiáng)度包線 S 1 2 3 O c n 庫(kù)侖公式庫(kù)侖公式：（：（17761776） f1 f2 f3 f ： 土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度

34、 tg ： 摩擦強(qiáng)度摩擦強(qiáng)度-正比于壓力正比于壓力 ： 土的內(nèi)摩擦角土的內(nèi)摩擦角 c： 粘聚強(qiáng)度粘聚強(qiáng)度-與所受壓力無關(guān)與所受壓力無關(guān) tgc f 5.2 5.2 土的抗剪強(qiáng)度理論土的抗剪強(qiáng)度理論 直剪試驗(yàn)與庫(kù)倫公式直剪試驗(yàn)與庫(kù)倫公式 土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) Fc和和 是決定土的抗剪強(qiáng)度的兩個(gè)指標(biāo)，稱是決定土的抗剪強(qiáng)度的兩個(gè)指標(biāo)，稱 為抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 當(dāng)當(dāng) 采用總應(yīng)力時(shí)，稱為采用總應(yīng)力時(shí)，稱為總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 當(dāng)當(dāng) 采用有效應(yīng)力時(shí)，稱為采用有效應(yīng)力時(shí)，稱為有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 對(duì)無粘性土通常認(rèn)為，粘聚力對(duì)無粘性土通常認(rèn)為，粘聚力C=

35、0 n 庫(kù)侖公式庫(kù)侖公式: : tgc f 5.2 5.2 土的抗剪強(qiáng)度理論土的抗剪強(qiáng)度理論 直剪試驗(yàn)與庫(kù)倫公式直剪試驗(yàn)與庫(kù)倫公式 O 1 3 2 O ),A( cos2 2 2 3131 sin2 2 31 莫爾應(yīng)力圓圓周上的任意點(diǎn)，都代表著單元土體莫爾應(yīng)力圓圓周上的任意點(diǎn)，都代表著單元土體 中相應(yīng)斜面上的應(yīng)力狀態(tài)中相應(yīng)斜面上的應(yīng)力狀態(tài) 3 1 3 1 O 1 3 2 O 2 31 2 2 31 ) 2 () 2 ( 極限平衡應(yīng)力狀態(tài)極限平衡應(yīng)力狀態(tài) 5.2 5.2 土的抗剪強(qiáng)度理論土的抗剪強(qiáng)度理論 莫爾莫爾- -庫(kù)侖強(qiáng)度理論庫(kù)侖強(qiáng)度理論 F極限平衡應(yīng)力狀態(tài)：極限平衡應(yīng)力狀態(tài)：當(dāng)當(dāng)一面上的應(yīng)

36、力狀態(tài)達(dá)到一面上的應(yīng)力狀態(tài)達(dá)到 = f F土的強(qiáng)度包線：所有達(dá)到極限平衡狀態(tài)的莫爾圓的公切線土的強(qiáng)度包線：所有達(dá)到極限平衡狀態(tài)的莫爾圓的公切線 tgc f 切點(diǎn)切點(diǎn)= =破壞面破壞面 應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線相離：相離： 抗剪強(qiáng)度直線抗剪強(qiáng)度直線 應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線相切：相切： 應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線相割：相割： f 破壞狀態(tài)破壞狀態(tài) f = tan +c c 穩(wěn)定穩(wěn)定 O c f=c+ tg 1 3 莫爾莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論的破壞準(zhǔn)則庫(kù)侖強(qiáng)度理論的破壞準(zhǔn)則 ctgc2 2)(ctgc 2)( sin 31 31 31 31 ) 2 45(tgc2)

37、2 45(tg 2 13 ) 2 45(tgc2) 2 45(tg 2 31 2 ctgc 31 2 31 n 土的極限平衡條件：土的極限平衡條件： 處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，處于極限平衡狀態(tài)時(shí)， 1和和 3之間應(yīng)滿足的關(guān)系之間應(yīng)滿足的關(guān)系 ) 2 45(tg 2 13 ) 2 45(tg 2 31 無粘性土無粘性土 5.2 5.2 土的抗剪強(qiáng)度理論土的抗剪強(qiáng)度理論 莫爾莫爾- -庫(kù)侖強(qiáng)度理論庫(kù)侖強(qiáng)度理論 A BC f = tan +c c 2 0 902 2 45 0 剪破面與大主應(yīng)力面的夾角剪破面與大主應(yīng)力面的夾角 3 3 1 1 剪切破壞面的位置剪切破壞面的位置 剪切破壞面與最大剪剪切破壞面與

38、最大剪 應(yīng)力作用面？應(yīng)力作用面？ 思考思考 土單元是否破壞的判別土單元是否破壞的判別 n根據(jù)極限平衡條件可以用來判別一點(diǎn)土體是否根據(jù)極限平衡條件可以用來判別一點(diǎn)土體是否 已發(fā)生剪切破壞已發(fā)生剪切破壞 F 計(jì)算主應(yīng)力計(jì)算主應(yīng)力 1, 3： F 確定土單元體的應(yīng)力狀態(tài)（確定土單元體的應(yīng)力狀態(tài)（ x， z， xz） 2 xz 2 zxzx 3, 1 4) 2 ( 2 F判別是否剪判別是否剪 切破壞：切破壞： 由由 3 1f，比較，比較 1和和 1f 由由 1 3f，比較，比較 3和和 3f 由由 1 , 3 m，比較，比較 和和 m 5.2 5.2 土的抗剪強(qiáng)度理論土的抗剪強(qiáng)度理論 莫爾莫爾- -庫(kù)

39、侖強(qiáng)度理論庫(kù)侖強(qiáng)度理論 O f=c+ tg O c m 土單元是否破壞的判別土單元是否破壞的判別 n 方法三：方法三： 由由 1 , 3 m，比較，比較 和和 m F m 不可能狀態(tài)不可能狀態(tài) （破壞）（破壞） ctgc2 sin 31 31 m F處于極限平衡狀態(tài)處于極限平衡狀態(tài) 所需的內(nèi)摩擦角所需的內(nèi)摩擦角 5.2 5.2 土的抗剪強(qiáng)度理論土的抗剪強(qiáng)度理論 莫爾莫爾- -庫(kù)侖強(qiáng)度理論庫(kù)侖強(qiáng)度理論 0 cu 0 u qu 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所得的飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所得的飽和 粘土極限應(yīng)力圓的粘土極限應(yīng)力圓的水平切線水平切線就是就是 破壞包線破壞包線 2 u uf q c u t u q

40、S q 原狀土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度原狀土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 u q擾動(dòng)土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度擾動(dòng)土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 還可測(cè)定飽和粘土靈敏度還可測(cè)定飽和粘土靈敏度 熟悉土壓力的分類及其影響因素。 掌握靜止土壓力的計(jì)算。 掌握朗肯土壓力理論與庫(kù)侖土壓力理論， 了解兩種理論的比較。 掌握各種條件下土壓力計(jì)算方法。 了解重力式擋土墻的設(shè)計(jì)步驟。 靜止土壓力分布及總土壓力靜止土壓力分布及總土壓力 1.靜止土壓力分布靜止土壓力分布 000 PK K z z z 2.靜止土壓力的總土壓力靜止土壓力的總土壓力 2 00 HK 2 1 E 作用點(diǎn)：作用點(diǎn)： 3 H H z zKp 00 H 3 1 E0 HK 0 朗肯土壓力理論

41、朗肯土壓力理論 墻背垂直光滑墻背垂直光滑 主動(dòng)和被動(dòng)主動(dòng)和被動(dòng) 極限平衡條件極限平衡條件 砂土和粘性土砂土和粘性土 1f v= z K0 v 1 3 45 - /245 + /2 3f 1 3 3 1 c 2 f A cctg 31 31 2 1 cot 2 1 sin c 2 45tan2 2 45tan 2 31 oo c 2 45tan2 2 45tan 2 13 oo c 無粘性土：無粘性土：c=0 粘性土：粘性土： 2 31 2 45tan 2 31 o 2 45tan 2 13 o 朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算填土為填土為無粘性土（砂土）無粘性土（砂土） 1 45 + /2

42、 豎向應(yīng)力為大主應(yīng)力豎向應(yīng)力為大主應(yīng)力 z v1 水平向應(yīng)力為小主應(yīng)力水平向應(yīng)力為小主應(yīng)力 a p h3 無粘性土的極限平衡條件無粘性土的極限平衡條件 z )2/45( 2 13 tg 于是：于是：主動(dòng)土壓力強(qiáng)度主動(dòng)土壓力強(qiáng)度 )2/45( 2 3h tgzpa pa= 3f v= z K0 v pa= 3 朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算填土為填土為無粘性土（砂土）無粘性土（砂土） 1 45 + /2 pa= 3 z 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度主動(dòng)土壓力強(qiáng)度 )2/45( 2 tgzpa aa Kzp )2/45( 2 tgK a 朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù)朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù) HKp aa 2/ 2 HKE

43、 aa H 3 1 總主動(dòng)土壓力總主動(dòng)土壓力 2 2 1 HKE aa 朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算填土為填土為粘性土粘性土 豎向應(yīng)力為大主應(yīng)力豎向應(yīng)力為大主應(yīng)力 z v1 水平向應(yīng)力為小主應(yīng)力水平向應(yīng)力為小主應(yīng)力 a p h3 粘性土的極限平衡條件粘性土的極限平衡條件 )2/45(2)2/45( 2 13 tgctg 于是：于是：主動(dòng)土壓力強(qiáng)度主動(dòng)土壓力強(qiáng)度 )2/45(2)2/45( 2 3h tgctgzpa pa= 3f v= z K0 v 朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算填土為填土為粘性土粘性土 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度主動(dòng)土壓力強(qiáng)度 aaa KcKzp2 )2/45( 2 tgK

44、 a 朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù)朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù) 負(fù)號(hào)負(fù)號(hào) 45 + /2 z0 z0 a K c z 2 0 zz0 aaa KcKzp2 zz0 0 a p 朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算填土為填土為粘性土粘性土 aaa KcHKp2 H )( 3 1 0 zH Ea 總主動(dòng)土壓力總主動(dòng)土壓力 2 2 0 2 2 2 1 )(2c-( 2 1 c KcHKH zHKHKE aa aaa z0 a K c z 2 0 朗肯朗肯被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力計(jì)算計(jì)算填土為填土為無粘性土（砂土）無粘性土（砂土） 豎向應(yīng)力為小主應(yīng)力豎向應(yīng)力為小主應(yīng)力 z v3 水平向應(yīng)力為大主應(yīng)力水平向應(yīng)力為大主應(yīng)力 p

45、p h1 45 - /2 無粘性土的極限平衡條件無粘性土的極限平衡條件 )2/45( 2 13 tg 于是：于是：被動(dòng)土壓力強(qiáng)度被動(dòng)土壓力強(qiáng)度 )2/45( 2 1h tgzp p pp= 1f v= z K0 v pp= 1 3 z )2/45( 2 31 tg 朗肯朗肯被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力計(jì)算計(jì)算填土為填土為無粘性土（砂土）無粘性土（砂土） 45 - /2 pp= 1 3 z 被動(dòng)土壓力強(qiáng)度被動(dòng)土壓力強(qiáng)度 )2/45( 2 tgzp p pp Kzp )2/45( 2 tgK p 朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù)朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù) 總被動(dòng)土壓力總被動(dòng)土壓力 2 2 1 HKE pp HKp pp 2/

46、2 HKE pp H 3 1 朗肯朗肯被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力計(jì)算計(jì)算填土為填土為粘性土粘性土 豎向應(yīng)力為小主應(yīng)力豎向應(yīng)力為小主應(yīng)力 z v3 水平向應(yīng)力為大主應(yīng)力水平向應(yīng)力為大主應(yīng)力 p p h1 粘性土的極限平衡條件粘性土的極限平衡條件 于是：于是：被動(dòng)土壓力強(qiáng)度被動(dòng)土壓力強(qiáng)度 )2/45(2)2/45( 2 1h tgctgzp p pp= 1f v= z K0 v )2/45(2)2/45( 2 13 tgctg )2/45(2)2/45( 2 31 tgctg 朗肯朗肯被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力計(jì)算計(jì)算填土為填土為粘性土粘性土 被動(dòng)土壓力強(qiáng)度被動(dòng)土壓力強(qiáng)度 ppp KcKzp2 )2/45(

47、2 tgK p 朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù)朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù) 正號(hào)正號(hào) HK pp Kc2 Ep H 總被動(dòng)土壓力總被動(dòng)土壓力 ppp KcHKHE2 2 1 2 Ep pp K2cHK p K2c H 作用點(diǎn)的計(jì)算：作用點(diǎn)的計(jì)算： p K2c p HK H F1 F2 F總 總 X P1 K2cHF P2 HKH 2 1 F PP21總 HKH 2 1 K2cHFFF XF 3 H F 2 H F 總21 作用點(diǎn)：作用點(diǎn)： 3 H 作用點(diǎn)：作用點(diǎn)： 2 H 主動(dòng)土壓力系數(shù)主動(dòng)土壓力系數(shù) )2/45( 2 tgK p )2/45( 2 tgK a 被動(dòng)土壓力系數(shù)被動(dòng)土壓力系數(shù) 靜止土壓力系數(shù)靜止土壓力

48、系數(shù) sin1 0 K sin1 sin1 sin1 sin1 pa KKK1 0 15%15%0 E0 Ea H H Ep 土壓力 E _ HH + 8.5 8.5 兩種土壓力理論的比兩種土壓力理論的比 較較 1 分析方法分析方法 E 朗肯理論朗肯理論庫(kù)侖理論庫(kù)侖理論 土體內(nèi)各點(diǎn)均處于極限土體內(nèi)各點(diǎn)均處于極限 平衡狀態(tài)：平衡狀態(tài)：極限應(yīng)力法極限應(yīng)力法 剛性楔體，滑面上處于剛性楔體，滑面上處于 極限平衡狀態(tài)：極限平衡狀態(tài)：滑動(dòng)楔滑動(dòng)楔 體法體法 先求土壓力強(qiáng)度先求土壓力強(qiáng)度p p先求總土壓力先求總土壓力E E 極限平衡狀態(tài)極限平衡狀態(tài) 2 應(yīng)用條件應(yīng)用條件 E 朗肯理論朗肯理論庫(kù)侖理論庫(kù)侖理論

49、 墻背光滑豎直墻背光滑豎直 填土水平填土水平 墻背傾斜、粗糙墻背傾斜、粗糙 填土傾斜填土傾斜 3 計(jì)算誤差計(jì)算誤差朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論 W R Ea Ea 實(shí)際實(shí)際0 W R Ep Ep 主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力 偏大偏大 被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力 偏小偏小 8.6 幾種常見情況的土壓力計(jì)算幾種常見情況的土壓力計(jì)算 1.填土面有均布荷載的土壓力計(jì)算填土面有均布荷載的土壓力計(jì)算 Ea aa HKqK H qh q C0 砂土的主動(dòng)土壓力砂土的主動(dòng)土壓力 將均布荷載換算成當(dāng)量的土重將均布荷載換算成當(dāng)量的土重 qh q h aaaa pzKhKqK 上 擋土墻上表面的主動(dòng)土壓力：擋土墻上表面的主動(dòng)土

50、壓力： 擋土墻下表面的主動(dòng)土壓力擋土墻下表面的主動(dòng)土壓力： aaaaa pzK(hH)KqKHK 下 2.填土為成層土?xí)r的土壓力計(jì)算填土為成層土?xí)r的土壓力計(jì)算 由于各層填土重度不同，使得填土豎向應(yīng)力分布在土層交界面上由于各層填土重度不同，使得填土豎向應(yīng)力分布在土層交界面上 出現(xiàn)轉(zhuǎn)折出現(xiàn)轉(zhuǎn)折 由于由于各層填土粘聚力和內(nèi)摩擦角各層填土粘聚力和內(nèi)摩擦角不同，所以在計(jì)算主動(dòng)或被動(dòng)土不同，所以在計(jì)算主動(dòng)或被動(dòng)土 壓力系數(shù)時(shí)，需采用計(jì)算點(diǎn)所在土層的壓力系數(shù)時(shí)，需采用計(jì)算點(diǎn)所在土層的粘聚力和內(nèi)摩擦角粘聚力和內(nèi)摩擦角 C B A 1 1 c1 2 2 c2 H2 H1 采用當(dāng)量法采用當(dāng)量法 （一）第一層土的主

51、動(dòng)土壓力計(jì)算：按常規(guī)方法（一）第一層土的主動(dòng)土壓力計(jì)算：按常規(guī)方法 a11a11a1 pH K2CK 2 11 H h 2a22a2a2 p hK2CK 上 （二）第二層土的主動(dòng)土壓力計(jì)算：（二）第二層土的主動(dòng)土壓力計(jì)算： hH 211 h 1.第二層土的上表面第二層土的上表面 2.第二層土的下表面第二層土的下表面 2a22a22a2 p (hH )K2CK 下 3. 填土中有地下水時(shí)的土壓力計(jì)算填土中有地下水時(shí)的土壓力計(jì)算 不透水層 H2 H1 當(dāng)墻后填土中有水時(shí)，需考慮地下水位以下的填土由于浮力作當(dāng)墻后填土中有水時(shí)，需考慮地下水位以下的填土由于浮力作 用使有效重量減輕引起的土壓力減小，水下

52、填土部分采用用使有效重量減輕引起的土壓力減小，水下填土部分采用浮容重浮容重 進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。 Ka H1Ka H2 H2 水壓力土壓力 n在計(jì)算作用在墻背上的總壓力中應(yīng)包括水壓力的作用。在計(jì)算作用在墻背上的總壓力中應(yīng)包括水壓力的作用。 wa EEE 例：已知某混凝土擋土墻，墻高例：已知某混凝土擋土墻，墻高H=7.0m，墻背豎直、光滑，填土，墻背豎直、光滑，填土 表面水平，墻后土體分為兩層如圖，地下水位于填土表面以下表面水平，墻后土體分為兩層如圖，地下水位于填土表面以下3m 處。求作業(yè)在擋土墻上的主動(dòng)土壓力，并繪出土壓力分布圖。處。求作業(yè)在擋土墻上的主動(dòng)土壓力，并繪出土壓力分布圖。 解解：

53、（一）第一層土的主動(dòng)土壓力計(jì)算（一）第一層土的主動(dòng)土壓力計(jì)算 qh 01 m6 q h 1 0 1 . 1.第一層土第一層土 10a1a1a1 p h KqK 上 C B A H13m H24m r116.5kN/m3 1200 C10 2300 C210kPa rsat=20kN/m3 q=100kPa h0 49kPa0.49100 73.3kPa49. 00 . 35 .16100 r2=19kN/m3 1a K 1 H 1 q 1a P 下下 C B A H13m H24m r116.5kN/m3 1200 C10 2300 C210kPa rsat 20kN/m3 q=100kPa

54、h0 （二）第二層土的主動(dòng)土壓力計(jì)算（二）第二層土的主動(dòng)土壓力計(jì)算 kPa3 .83 0.331020.3335 .16100 2a22a112a KC2KHqP 上上 2a22a2112a KC2KHHqP 下下 r2=19kN/m3 kPa51 0.331020.3341035 .16100 B A H13m H24m 73.3kPa 38.3kPa 51kPa kN/m623) 15(38.3H 2 1 )3 .7349H 2 1 E 21a 804410 2 1 H 2 1 E 2 2WW 49KPa m/KN442EEE Wa 9 9.1 .1 概述概述 9 9.2 .2 臨塑荷載和

55、臨界荷載臨塑荷載和臨界荷載 9 9.3 .3 極限承載力計(jì)算極限承載力計(jì)算 9 9.4 .4 地基承載力的確定方法地基承載力的確定方法 地基破壞模式地基破壞模式 土質(zhì)堅(jiān)實(shí)，基土質(zhì)堅(jiān)實(shí)，基 礎(chǔ)埋深淺；曲礎(chǔ)埋深淺；曲 線開始近直線，線開始近直線， 隨后沉降陡增，隨后沉降陡增， 兩側(cè)土體隆起。兩側(cè)土體隆起。 P S 123 密實(shí)砂土、堅(jiān)硬粘土密實(shí)砂土、堅(jiān)硬粘土 連續(xù)完整的滑裂面連續(xù)完整的滑裂面 1 1 整體剪切破壞整體剪切破壞 松軟地基，埋深較大；松軟地基，埋深較大； 剪切破壞區(qū)僅僅被限剪切破壞區(qū)僅僅被限 制在地基內(nèi)部的某一區(qū)域，制在地基內(nèi)部的某一區(qū)域， 未形成延伸至底面的連續(xù)滑未形成延伸至底面的連續(xù)