土壓力與土坡穩(wěn)定

第七章土壓力與土坡穩(wěn)定7.1概述7.2靜止土壓力7.3朗肯土壓力理論7.4

庫侖土壓力理論7.5幾種常見情況的土壓力7.6擋土墻設(shè)計7.1概述[本章要求]掌握靜止土壓力計算、朗肯土壓力理論庫侖土壓力理論，以及幾種常見情況的土壓力計算；理解土坡的概念和穩(wěn)定的作用，了解擋土墻的類型和設(shè)計方法。[本章重點]朗肯土壓力理論、庫侖土壓力理論；一、擋土墻分類：重力式、懸臂式、扶壁式錨桿式及加筋擋土墻。

簡圖…1涵洞實例與簡圖…2路基現(xiàn)場實例與簡圖…3邊橋墩實例與簡圖…4地下結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場與簡圖…5

江、河、湖、海岸坡1．天然土坡2．人工土坡¤

挖方：溝、渠、坑、池2．人工土坡¤

填方：堤、壩、路基、堆料小浪底土石壩二、螞土壓團(tuán)力的格種類（一著）、續(xù)主動濕土壓妨力——當(dāng)擋筍土墻剪向離向開土覽體方眼向偏侵移至終土體踢達(dá)到偶極限厭平衡亮狀態(tài)漁時濁，作練用在頭墻上收的土撿壓力立稱為俗主動料土壓洗力。（二跑）、奶被動梯土壓脊力——當(dāng)擋接土墻倘向土味體方從向偏會移至裁土體控達(dá)到鍛極限咽平衡殺狀態(tài)遙時，煩任用潛在擋羅土墻翁上的嶼土壓慚力稱迫為被謙動土嶼壓力幣。（三浩）、固靜止曬土壓妹力——當(dāng)擋仁土墻贈靜止瓣不動織，土裳體處陰于彈倉性平盯衡狀找態(tài)時粱，土羅對墻帝的壓代力稱束為靜就止土夫壓力墾。三、渣影響靈土壓雀力的貧因數(shù)1.主要肯因數(shù)店是擋線土墻朝的位辟移方汗向和撥位移籃量的疾大小霧；2.擋土撞墻的納形狀瞞、墻撕背的殘光滑居程度仔和結(jié)獵構(gòu)形直式；3.填土傘的性帥質(zhì)，絮如填唱土的遼含水?dāng)n量、瞎重度菊、內(nèi)芒摩擦乓角和唯黏聚障力的溫大小亞及填括土的曾表面集形狀綁；4.擋土嚷墻的南建筑奸材料；7.壺2靜止湖土壓介力7.愁2.倉1靜止煮土壓籮力產(chǎn)泥生條更件擋土華墻固維定不捐動時色，位死移Δ少=上0，轉(zhuǎn)滅角為議零。撞作用煉在墻良上的清土壓鍵力為歲靜止松土壓臭力。在巖瓦石地貪基上銹的重謠力式柳擋土閃墻，匹由于誦墻的播自重襖大，橡地基益堅硬視，墻放體不拆會產(chǎn)獻(xiàn)生位曉移和坑轉(zhuǎn)動虜；地衰下室更外墻嚴(yán)在樓條面和祖內(nèi)隔氧墻的姿支撐倚作用嘗下也胃幾乎階無位杜移和圓轉(zhuǎn)動臂發(fā)生菠。此阻時，步擋土像墻或桃地下昌室外院墻后鉆的土鍵體處霜于靜緣瑞止的擺彈性賓平衡齊狀態(tài)巴，作抹用在犧擋土餡墻或地下著室外捉墻面沉上的頓土壓蜻力即炎為靜麥止土沙壓力鍛。此外蘆，拱情座不潑允許糞產(chǎn)生律位移晌，故精按靜垮止土憶壓力勸計算番；水同閘、粉船閘賊邊墻鞋因為敵與閘辯底板只連成觀整體刮，邊序墻位牢移可鳳以忽洪略不但計，崗也可茄按靜架止土鋪壓力狐計算轟。7.灶2.宰2靜止酷土壓育力的俗計算假定畝擋土錫墻其翁后填遙土水勝平，琴容重眾為γ。擋嚴(yán)土墻處靜止偏不動勢，墻索后填熱土處厚于彈任性平倆衡狀兆態(tài)。紹在填錘土表侍面以嬌下深閘度z處取鏟一微隆小單盛元體懂，如四圖7-歉4a所示豪。作宴用在浴此微長元體立上的均豎向腹力為贏土的碎自重謹(jǐn)應(yīng)力γ仆z，該東處的撇水平猾向作仁用力表即為月靜止觸土壓肯力。靜止榜土壓諒力計予算公免式（7.匠1）2.總靜疫止土敗壓力圖7-偶4靜止她土壓去力計呀算由式雄（7.窩1）可沫知，裁靜止裝土壓枯力沿照墻高逃呈三邁角形巧分布悔，如桐圖7-揚4a所示派。作質(zhì)用在懇單位寒長度慣擋土硬墻上眼的總描靜止灘土壓欲力如蓄圖7-慣4b所示占。沿至墻長灣度方叮向取1延米謎，只嫩需計燒算土葬壓力篇分布喚圖的碗三角胃形面莖積，飄即：（7.藍(lán)2）總靜州止土輔壓力罷的作面用點題位于胡靜止跌土壓獅力三最角形虎分布夕圖形林的重坐心，膜即墻爪底面將以上H3處，鹿如圖7-致4c所示7.惜3朗肯疫土壓患力理砍論朗肯船土壓及力理剝論適鋸用條合件為渴：①禁擋勒土墻勞的墻客背垂柴直、叔光滑四；②魯擋土照墻墻發(fā)后填貞土表喊面水影平。圖7-瘋5朗肯助土壓孤力理罰論基陵本假料定極限鐘平衡畝條件Ra奶nk漆in周e土壓切力理塔論7.陡3.焰1.主動撕土壓檔力計命算公葡式1.主動快土壓莖力分粥布圖7-段6朗肯替主動擾土壓續(xù)力分錘布2.總主醉動力1）無畢粘性樸土。巨作用敗在單棚位長勞度擋名土墻略上的籌總主名動土卸壓力痰如圖7-車6a所示貝。沿御墻長址度方悉向取1延米俗，只召需計身算土煎壓力申分布蠟圖的孟三角釣形面軌積，搖即：（7.木3）作用悟在單副位長慎度擋易土墻形上的倒總主枯動土批壓力端如圖6-徹8b所示踩。沿屠墻長求度方鼓向取1延米曠，只牽需計腹算土適壓力皆分布塘圖Δa醬bc的面率積，部即：（7.尋4）3.總主美動土之壓力斑作用抽點1)無粘錘性土勒。總乘主動爺土壓午力的好作用誰點位銀于主輕動土盒壓力部三角木形分冤布圖喘形的彩重心，啟即墻擇底面攪以上H脊/3處，稼如圖7-浙6a所示才。2)粘性濁土。也總主張動土懂壓力稅的作丸用點紀(jì)位于北主動替土壓業(yè)力三男角形企分布礙圖形饅的重曠心，即墻臂底面說以上(H剪-解)娘/元3處，譯如圖7-隆6b所示純。7.槳3.狂2朗肯吧被動張土壓蛛力的有計算1.被動改動壓送力的攝分布圖7-田7朗肯技被動引土壓刃力分得布2.總被脫動土昂壓力無粘滋性土訪。作狗用在哈單位路長度爭擋土巾墻上孩的總雪被動道土壓跟力如潮圖7-士7a所示裁。沿拌墻長陪度方劃向取1延米忌，只脈需計濁算土你壓力走分布輛圖的議三角令形面噴積，襲即(7北.5怎)2)粘性貓土。倒作用刃在單秤位長古度擋漠土墻里上的親總被殼動土遠(yuǎn)壓力底如圖7-池7b所示宰。沿完墻長敘度方砍向取1延米酷，計茅算土盞壓力溉梯形需分布封圖的心面積竟，即嶺：(7微.6伙)3.總被忌動土炒壓力沒作用老點1)無粘往性土斷。總恐被動候土壓傍力的憲作用籍點位緩于被漢動土?xí)駢毫ε嗳前⌒畏至鞑紙D害形的數(shù)重心超，即覆墻底魂面以經(jīng)上H3處，馬如圖7-中7a所示名。2)粘性褲土。迷總被果動土既壓力真的作躺用點各位于柜被動銹土壓寧力梯披形分妻布圖伏形的訂重心杏，如狼圖7-拖7b所示攔?！纠恳阎鶙l件釘如圖劉，求窗：作頭用在辮墻上彈的主賭動土請壓力Ea例題5m【解】求土漢壓力窄強度求臨董界深皆度當(dāng)z=僻5m時。作用模點：主動商土壓另力合俱力Ea5mAB1.荷66釋mEa1.祖1m47kN同/m328細(xì).1月4kp洪a【例】已知蒜擋土件墻高4m，墻湖背豎就直、鐮光滑剛、墻梯后填傷土表敗面水訂平，肺填土糊重度對填射土采憐樣進(jìn)哥行兩曾次三盟軸試榨驗，津土樣灑破壞桂時的災(zāi)大小諸主應(yīng)玩力分帽別為試求姻：1.作用揪在墻膊底標(biāo)應(yīng)高上輸?shù)闹鲃﹦油琳邏毫S和墻惰上的裳主動羨土壓咽力的般合力2.作用慨在墻船底標(biāo)私高上脖的被伸動土劇壓力秤和墻必上的昂被動釋土壓驕力的棵合理解：7.取4庫侖錄土壓汗力理顯論7.盞4.植1.庫侖亞研究銳的課懼題1)墻背貝俯斜常，具邁有傾碰角ε，如殖圖7-槍8所示峰。2)墻背民粗糙染，墻霞與填督土間究摩擦立角為δ。3)墻后習(xí)填土豈為理度想散須體(砂土)，粘喚聚力c=駕0。4)填土練表面疑傾斜庫，坡圖角為β?？梢姳M，與取朗肯易土壓淹力理貓論相正比，可庫侖魔土壓醫(yī)力理熱論更滾具有陜普遍凱實用扎意義煉。土的皂靜力平衡淺狀態(tài)滑動版楔體靜力撥平衡翁條件土壓巖力的檔計算獵方法庫倫轉(zhuǎn)土壓逗力理乎論的敬基本獨假設(shè)呼：1.墻后跡的填伯土是粘理想硬的散蹄粒體嗚（粘饒聚力c=0）；2.滑動支楔體瞎為剛險體；2.楔體伸沿著著墻背會及一壞個通接過墻踵的平漂面滑答動。庫侖衡土壓妖力理嫩論基本照假定圖7-第8庫侖息研究奔的課丘題蔥圖7-乓9庫侖拉土壓巡壽力的除基本畏假定圖7-器10庫侖餡主動跟土壓庫力計岡算簡綿圖7.尋4.撿2庫倫掘主動舞土壓富力1.庫侖所主動震土壓西力計欣算公脊式(7跡.7憤)(7盞.8陣)式中δ——墻背殖與填媽土之吉間的虎摩擦爽角（o），蔥由試?yán)悟灤_旋定或春參考蚊表7-蛾1取值王；－－襖主動鮮土壓筋力系槐數(shù)，燃可查妙表得,詳見翻教材P2衫06；H——擋土挎墻高熄度（m）；γ——墻后桶填土載的重嘉度（牢）塊；?——墻后贏填土撒的內(nèi)晶摩擦穿角（o）；ε——墻背輸?shù)膬A速斜角縣度（o），異俯斜故時取蜜正號釣，仰諸斜時譯取負(fù)曉號；β——墻后流填土掀面的箏傾角喬（o）。表7-押1墻背貫與填豈土之切間的書摩擦踐角δ2.庫侖藍(lán)總主蠻動土具壓力利作用哈點總主渣動土干壓力可的作嚴(yán)用點拴位于尸主動嚼土壓晚力三簽角形牌分布役圖形捧的重雪心，魔即墻辨底面亞以上H晃/3處,如圖7-睛10以c所示7.雷4.知2庫侖企被動葛土壓伐力計科算1.庫侖贊被動尋土壓們力計設(shè)算簡塘圖圖7-掌11庫侖寇被動霧土壓宇力計喝算2.庫倫課土壓付力的博計算(7況.9寺)(7苦.1殺0)式中－－誼被動耕土壓駁力系書數(shù)；為其他回符號汪意義平同式息（7.屈8）3.庫侖暑總被拆動土花壓力完作用嘴點總被有動土存壓力碼的作蝴用點鏟位于承被動克土壓到力三裙角形擇分布獎圖形扔的重溝心，吊即墻俱底面愛以上H幟/怨3處，舒如圖7-棕11溫c所示委。7.丟4.度3朗肯記土壓偷力理向論與遙庫侖狗土壓辨力理徐論的進(jìn)比較1.分析銜原理威的異鑄同2.墻背產(chǎn)條件剪不同3.填土嗚條件室不同4.計算辣誤差屠不同7.海5幾種質(zhì)常見砍情況何的土成壓力7.破5.逆1地面當(dāng)均布脂荷載瞎作用晶下的供土壓指力計司算1.主動飄土壓戲力（1）擋明土墻男墻背另垂直撈，填弱土表哲面水逝平的崗情況在水去平面管上作葛用均邁布荷誤載q（kP存a）時品，可浴把均圓布荷料載q視為掀虛構(gòu)翠的填蠶土自殿重γh的自懼重產(chǎn)駁生。把虛構(gòu)營填土獻(xiàn)的當(dāng)菌量高濤度為h=q坡/γ，如方圖7-暗12死a所示敞。作用徹在擋默土墻姻墻背血上的瞧土壓萍力由透兩部耳分組醋成：1）實光際填攝土高H產(chǎn)生恨的土像壓力γ臘/破2。2）由哨均勻莫荷載q換算懂成的補當(dāng)量歇填土穩(wěn)高h(yuǎn)產(chǎn)生鋪的土莖壓力。墻背究作用綢的總兵土壓僚力為耀：(7浙.1憐1)土壓氧力呈疫梯形幣分布語，作仙用點學(xué)在梯鞋形的侮重心慌。圖7-未12填土津表面磨有均械布荷稅載時趟的土樂壓力賤計算（2）擋呀土墻辦墻背鎖傾斜萄，填飽土表鍛面傾待斜的腿情況計算喜當(dāng)量抓填土餅高度h=qγ，此舞虛構(gòu)昨填土棚的表健面斜累向延辮伸與噸墻背AB向上爬延長鍵線交鼠于A′點，街如圖7-艱12內(nèi)b所示石。按A′B為虛鍬構(gòu)墻涌背計且算土吳壓力頌，此繞虛構(gòu)豪擋土栽墻的晌高度吸為h′掏+H。ΔAA′F中應(yīng)稻用正臟弦定龍理可想得：(7菊.1照2)ΔAA′E中應(yīng)咳用正忠弦定猶理可黃得：(7諷.1請3)有(7霞.1勤2)和(7記.1球3)可得:(7膜.1盆4)墻背亞作用無的總數(shù)主動街土壓謀力按真式下御式計蠢算，姐土壓包力呈永梯形槍分布斗，作租用點陜在梯清形的咳重心父。(7且.1閘5)2.被動松土壓宏力與主耽動土材壓力疊計算懂原理梢相似抱，可廉得總懶被動善土壓哭力為墊：(7奧.1脆6)土壓弓力呈嘆梯形厲分布釀，作蛙用點貍在梯六形的杜重心濟(jì)。7.支5.積2墻后剪填土左分層夾情況若擋笨土墻住墻后尺填土峽有幾狐層不禿同性危質(zhì)的絡(luò)水平莖土層羅，如區(qū)圖7-錄13所示板。此挖時，罷土壓騾力計擇算分尋第一鹽層土狹和第賭二層嬸土兩改部分晝。圖7-百13填土鈔分層寨時土砌壓力供計算圖7-災(zāi)14填土版中有搏地下置水時鎖土壓發(fā)力計稼算7.惜5.鬼3填土慌中有咸地下興水情梳況當(dāng)擋僵土墻詠后填薯土中依有地教下水侄位時徹，這障時作射用在尚擋土斑墻上襯的壓卻力除熔了土咸壓力條外，卡還有錄水壓和力的縱作用變。在間計算積擋土較墻所麥?zhǔn)艿母杩倐?cè)晚壓力控時，行對地納下水勉位以爪上部膀分的倉土壓勸力計快算同知前，鼻對地竹下水禾位以顆下部確分的轎土壓顏力和掌水壓古力的茄計算慮。遇躍到這殲種情知況，捏應(yīng)將雀水壓剛力和薦土壓描力分深別進(jìn)質(zhì)行計創(chuàng)算，堪如圖7-榴14。1.土壓怕力的臉計算戒。。在限地下絡(luò)水位停以下泛，土格體的莫重度隙采用貴有效惜重度行，休土壓墳力系燒數(shù)采迎用有厘效應(yīng)探力抗臘剪強奴度指宅標(biāo)計很算，悔并計劇算水鐮壓力初。例撥如水俗深，墻剩底處景土壓意力2.水壓幟力的鋒計算鉤按立下式孔計算（7.底17）（7.嫂18）7.忌6擋土陶墻設(shè)驚計7.煙6.棉1擋土坦墻類健型常用經(jīng)的擋程土墻簽型式御有重獲力式協(xié)、懸沙臂式報、扶暖壁式潑、錨伐桿及火錨定揭板式哀和加列筋土尤擋土墻觀等。拾一般擾應(yīng)根裹據(jù)工頌程需倍要、趣土質(zhì)稼情況剝、材凝料供壩應(yīng)、始施工德技術(shù)街以及露造價究等因技素合理友選擇著。圖7-植15重力擱式擋久土墻圖7-向16懸臂爐式擋銅土墻習(xí)圖7-脖17扶壁族式擋籌土墻圖7-絞18錨桿赴式擋省土墻7.蛇6.倉2擋土淘墻的尚計算擋土鬼墻截雪面尺適寸一辰般按鳳試算旦法確訴定，染即先愿根據(jù)浮擋土亭墻的鴉工程嗚地質(zhì)將、填晶土性陷質(zhì)、牛荷載浴情況漸以及雙墻體售材料盤和施頃工條益件憑糟經(jīng)驗汪初步領(lǐng)擬定憂截面蟻尺寸煮，然刷后進(jìn)勻行驗戴算，因如不神滿足皆要求尚，則統(tǒng)修改錘截面嬌尺寸址或采污取其魯他措救施。1.擋土舟墻計岔算的伯內(nèi)容1）穩(wěn)遇定性觀驗算孝，包等括抗優(yōu)傾覆流穩(wěn)定螺性驗站算和油抗滑殼移穩(wěn)州定性租驗算甚。2）地匪基承鄙載力煌驗算悟。3）墻驚身材封料強惠度驗多算?？捶闲连F(xiàn)行《混凝某土結(jié)懸構(gòu)設(shè)砍計規(guī)唯范》和《砌體蠅結(jié)構(gòu)匹設(shè)計規(guī)范》等規(guī)州定要胸求。如圖7-雄19脊a所示潤，作丙用在房誠擋土以墻上斜的荷脹載有濤墻身歡自重G、土滔壓力紋和基門底反野力。危土壓旦力是棚作用研在擋增土墻沸上的覽主要告荷載裙，包膊括墻饒背作見用的六主動乳土壓史力Ea；若魯擋土筆墻基齒礎(chǔ)有促一定完的埋叼深，僅則埋摔深部最分前巖趾上據(jù)因整拼個擋名土墻強前移暢而受腎擠壓跨，故急對墻哨體還貨作用罪著被屑動土狠壓力Ep，設(shè)普計時Ep可忽鏟略不傭計，太使結(jié)歪果偏輸于安面全。此外挽，若禮擋土煮墻排文水不撲良，傘填土筍積水事需計繡入水麻壓力謀，對媽地震毯區(qū)還抄應(yīng)考覺慮地仗震效愛應(yīng)等靠。驗吸算穩(wěn)嬌定性提時，獲土壓技力及旱自重刪的荷譯載分榴項系你數(shù)可日取1.說0；當(dāng)濕土壓投力作偉為外攝荷載蜜時，寒應(yīng)取1.槳2的荷僅載分體項系健數(shù)圖7-疾19擋土屋墻上嚷抗傾辣覆穩(wěn)過定性召驗算3.擋土汗墻穩(wěn)氏定性奴驗算（1）抗靠傾覆退穩(wěn)定宇性驗隆算擋土容墻的單破壞件大部講分是股傾覆予破壞少。如殘圖6-境29季b所示纏，要樓保證毀擋土簽墻在拋土壓桐力的嗽作用廈下不損發(fā)生缸繞墻偉趾O點的湯傾覆討，必盾須要壺求抗微傾覆風(fēng)穩(wěn)定嘆性安品全系訓(xùn)數(shù)Kt（O點的蟲抗傾已覆力企矩與芹傾覆占力矩?zé)熤儒\）≥1.屆6，即盡：（7.寇19）若按孩式（7-昌19）驗妨算不支滿足遵要求睡時，幫可采悔取以鼠下措菠施進(jìn)勺行處梯理：1）增疑大擋揪土墻秒斷面謹(jǐn)尺寸施，使G增大勻，但縮慧工程鬼量相掀應(yīng)增登大。2）伸愈長墻桑趾，較加大0x，但府墻趾膜過長掏，若飾厚度側(cè)不夠渠，則搏需配臣置鋼諸筋。3）墻醋背做劍成仰竿斜，深減小縫土壓縱力。4）在關(guān)擋土恰墻豎似直墻仔背上冷作卸原載臺君，形申狀如昏牛腿材，如尿圖7-秒20所示朽，則蘆平臺鍛以上汪的土游壓力柄不能趴傳遞港到平禿臺以阿下，移總土柿壓力辯減小譯，故潤抗傾拾覆穩(wěn)猶定性酬增大雷。圖7-亮20擋土貧墻上序的卸誼載臺圖7-雁21擋土底墻上丟抗滑河穩(wěn)定悉性驗曲算（2）抗聲滑移雪穩(wěn)定但性驗淘算在土程壓力票作用斗下，傾擋土土墻也涉可能胖沿基拼礎(chǔ)底不面發(fā)德生滑凝動，蜜如圖7-降21所示杜。因價此要殼求基欠底的悼抗滑改安全帶系數(shù)Ks（抗央滑力脆與滑辨動力辦之比殺）≥1.釀3，即所：（7.嗎20）μ－－闊土對貍擋土話墻基涉底的鄙摩擦終系數(shù)脫，宜鴉按試姓驗確喚定，戰(zhàn)也可店按表7-優(yōu)3選用新。表7-左3土對圣擋土坊墻基受底的葛摩擦腸系數(shù)μ若按吹式（7-沃20）驗心算不蛛滿足緞要求哀時，業(yè)可采箱取以誼下措扎施進(jìn)競行處阿理：1）增歡大擋寧土墻尋斷面制尺寸錄，使G增大賄，增牢大抗妻滑力悅。2）墻灘基底取面做悼成砂啞、石萬墊層常，以室提高μ，增臺大抗擾滑力忌。3）墻悟底做飄成逆亮坡，鄙利用卵滑動厘面上呼部分墳反力任來抗鈴滑，叔如圖6-想32舉a所示械。4）在如軟土謹(jǐn)?shù)鼗苌希疗渌g(shù)方法遭無效非或不濁經(jīng)濟(jì)溉時，倆可在理墻踵欣后加躁拖板狐，利挨用拖緒板上的現(xiàn)土重決來抗炮滑，偉拖板越與擋籍土墻耗之間摧應(yīng)該雷用鋼朗筋連磚接，扁如圖6-資32懂b所示鼻。圖7-