土壓力與邊坡穩(wěn)定

1、第六章第六章 土壓力與邊坡穩(wěn)定土壓力與邊坡穩(wěn)定第一節(jié)第一節(jié) 概述概述擋擋土土墻墻是是防防止止土土體體坍坍塌塌的的構(gòu)構(gòu)筑筑物物。 土壓力是指擋土墻后的填土因自重或土壓力是指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)向壓力外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)向壓力. 一、土壓力的類型一、土壓力的類型1.靜止土壓力合力靜止土壓力合力 如果擋土墻靜止不動(dòng)，在土壓力的作用下不向任何方向發(fā)生移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)（墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)），此時(shí)作用在墻背上的土壓力稱靜止土壓力合力.0Ezk 000靜止土壓力，單位為（靜止土壓力，單位為（kPakPa）；）； 0k靜止土壓力系數(shù)；靜止土壓力系數(shù)； 墻后填土的重度，單位為（墻后

2、填土的重度，單位為（kN/mkN/m3 3）；）； z計(jì)算點(diǎn)的深度，單位為（計(jì)算點(diǎn)的深度，單位為（m）。）。 aE 如果擋土墻向離開(kāi)土體方如果擋土墻向離開(kāi)土體方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，墻后土壓向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，墻后土壓力逐漸減小。當(dāng)位移達(dá)到力逐漸減小。當(dāng)位移達(dá)到一定值時(shí)，墻后土體即將一定值時(shí)，墻后土體即將出現(xiàn)滑裂面（墻后填土處出現(xiàn)滑裂面（墻后填土處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)），于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)），此時(shí)作用在墻背上的土壓此時(shí)作用在墻背上的土壓力稱為主動(dòng)土壓力合力力稱為主動(dòng)土壓力合力.3.被動(dòng)土壓力合力被動(dòng)土壓力合力 pE擋土墻在外力作用下，擋土墻在外力作用下，向墻背方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)向墻背方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻擠壓土體，動(dòng)

3、時(shí)，墻擠壓土體，墻后土壓力逐漸增大，墻后土壓力逐漸增大，當(dāng)達(dá)到某一位移量時(shí)，當(dāng)達(dá)到某一位移量時(shí)，土體即將上?。▔笸馏w即將上隆（墻后土體處于被動(dòng)極限平土體處于被動(dòng)極限平衡狀態(tài)），此時(shí)土壓衡狀態(tài)），此時(shí)土壓力達(dá)到最大值，該土力達(dá)到最大值，該土壓力稱為被動(dòng)土壓力壓力稱為被動(dòng)土壓力合力合力 相同條件下相同條件下, ,0EpEaE 二、朗肯土壓力理論 朗肯土壓力理論是根據(jù)半空間的應(yīng)力狀態(tài)和土體極限平衡理論建立的，即將土中某一點(diǎn)的極限平衡條件應(yīng)用到擋土墻的土壓力計(jì)算中，其基本假設(shè)為：1）擋土墻是無(wú)限均質(zhì)土體的一部分；2）墻背垂直光滑；3）墻后填土面是水平的。245tan2245tan231c245tan

4、2245tan213c245tan231245tan213a aaakczk2 245tan2 akaazk 粘性土： 無(wú)粘性土： 主動(dòng)土壓力,單位為（kPa）； c填土的粘聚力，單位為（kPa）； ak主動(dòng)土壓力系數(shù)， ；填土的內(nèi)摩擦角，單位為（ ）。粘性土主動(dòng)土壓力包括兩部分：一部分粘性土主動(dòng)土壓力包括兩部分：一部分是由粘聚力是由粘聚力引起的負(fù)側(cè)壓力（引起的負(fù)側(cè)壓力（ade），），c一部分是由土的自重引起的正側(cè)壓力（一部分是由土的自重引起的正側(cè)壓力（abc），），這兩部分土壓力疊加的結(jié)果見(jiàn)圖這兩部分土壓力疊加的結(jié)果見(jiàn)圖6-5c）。）。 aaakcHkHE2210z222221ckcHkHa

5、aaaakcHkHE2210z222221ckcHkHaaaE通過(guò)三角形壓力分布圖通過(guò)三角形壓力分布圖abcabc的的 形心，即作用在離墻底形心，即作用在離墻底3/0zH處。處。無(wú)粘性土的主動(dòng)土壓力與無(wú)粘性土的主動(dòng)土壓力與z z成正比，沿成正比，沿墻高的土壓力是三角形分布?jí)Ω叩耐翂毫κ侨切畏植? . aE的作用點(diǎn)通過(guò)三角形壓力分布圖的作用點(diǎn)通過(guò)三角形壓力分布圖ABCABC的形心，距墻底的形心，距墻底H/3/3處。處。aaakHHHkE22121pE（二）被動(dòng)土壓力合力二）被動(dòng)土壓力合力當(dāng)擋土墻受到被動(dòng)土壓力作用時(shí)，墻后一定范圍內(nèi)填土達(dá)當(dāng)擋土墻受到被動(dòng)土壓力作用時(shí)，墻后一定范圍內(nèi)填土達(dá)到被動(dòng)極

6、限平衡狀態(tài)。到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)。 PkPPPkczk2PPkz粘性土：粘性土： 無(wú)粘性土：無(wú)粘性土： 為朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù)；為朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù)；P被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力, ,單位為（單位為（kPakPa），其余符號(hào)同前。），其余符號(hào)同前。PPPkczk 2PPkz /3/3處處, ,方向垂直墻背。粘性土的被動(dòng)土壓力合力方向垂直墻背。粘性土的被動(dòng)土壓力合力作用點(diǎn)在梯形的形心處，方向也垂直于墻背。作用點(diǎn)在梯形的形心處，方向也垂直于墻背。H無(wú)粘性土的被動(dòng)土壓力合力作用點(diǎn)距墻底無(wú)粘性土的被動(dòng)土壓力合力作用點(diǎn)距墻底c【例題【例題】6-16-1 =10kPa=10kPa，20、18kN/m18kN/m3 3。試求主動(dòng)土。試求主動(dòng)土有一擋土墻有一擋土墻, ,高高5m,5m,墻背直立、光滑，墻背直立、光滑，填土面水平，填土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如下：填土面水平，填土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如下：壓力、主動(dòng)土壓力合力及其作用點(diǎn)位置，并繪出主動(dòng)土壓力、主動(dòng)土壓力合力及其作用點(diǎn)位置，并繪出主動(dòng)土壓力分布圖。壓力分布圖。kPakPamkPaa1.3022045tan10222045tan51