2.岩土压力与岩土坡稳定.ppt

7 土坡稳定分析 7.4　简单土坡稳定计算 评 论： ①由公式(5.27)可见，当土坡坡角θ与内摩擦角φ相等，即θ=φ时，安全系数K=1.0。此时土坡呈极限平衡状态。(θφ稳定) ②由公式(5.27)可知，无粘性土简单土坡稳定安全系数K，只与内摩擦角φ与坡角θ有关，与坡高H无关。当内摩擦角φ采用天然休止角时，这一结论是正确的。 ③若土坡为密实碎石土，如前所述，存在咬合力，则土坡稳定安全系数K不仅与φ有关，而且与坡高H及结构力C有关。《规范》规定：密实碎石土，坡度允许值(高宽比)为 坡高在5m以内 1:0.35～1:0.50 坡高在5m～10m 1:0.50～1:0.75 同一种土，坡高H大时，坡度允许值要小，即坡度平缓。坡度允许值中已包含安全系数在内。 7 土坡稳定分析 7.4　简单土坡稳定计算 2、粘性土简单土坡 粘性土简单土坡比无粘性土复杂，其稳定坡角θ，是粘性土的性质指标γ，c,φ与坡高度H的函数，即： θ=f(φ，c，γ，H) 因此，可根据计算结果制成图表，便于应用。通常以土坡坡角θ为横坐标，以稳定数N=c/γH为纵坐标，并以常用φ值系列曲线，组合成粘性土简单土坡计算图，如图5.49所示。应用引图，可以很方便地求解下列两类问题： 7 土坡稳定分析 7.4　简单土坡稳定计算 2、粘性土简单土坡 ①已知粘性土坡的坡角θ和土的指标φ，c，γ。求最大允许土坡高度H。 由图5.49横坐标据θ值向上与φ值曲线的交点，水平向往左找到纵坐标N值，即可得高度H=c/γN。 7 土坡稳定分析 7.4　简单土坡稳定计算 2、粘性土简单土坡 ②已知粘性土土坡高度H和土的指标φ，c，γ。求土坡的稳定坡角θ。 由图5.49，计算纵坐标稳定数N=/γH值，水平向右延伸与φ值相应曲线的交点，再竖直向下与横坐标相交的点，即为所求土坡稳定坡角θ值 习题与思考题 1、3、5、7、9 7.1.1 地下水 图7-10 地下水的类型 2 ?sAs §10.2 工程地质测绘 * * * 6 挡土墙设计 6.3　挡土墙的验算 3、抗倾覆稳定验算 从挡土墙破坏的宏观调查来看，其破坏大部分是倾覆。要保证挡土墙在土压力作用下不发生绕墙趾O点的倾覆，须要求对O点的抗倾覆力矩M1大于倾覆力矩M2。 挡土墙在满足抗滑稳定公式(5.24)的同时，还应满足抗倾覆的稳定性。 ⑴抗倾覆稳定验算以墙趾O点取力矩进行计算。 ⑵Pax×h为使墙倾覆的力矩；M2。 ⑶Pay×b+W×a之为抗倾覆力矩；M1。 ⑷M1/M2称为抗倾覆稳定安全系数，记以Kt。根据国家规范规定Kt≥1.5为满足安全要求。 ⑸抗倾覆稳定验算公式 (5.25) 式中 Kt----抗倾覆稳定安全系数； a、b、h----分别为W、Pay、Pax对O点的力臂，m 6 挡土墙设计 6.3　挡土墙的验算 3、抗倾覆稳定验算 ⑹验算结果不满足公式要求，可选用以下措施来解决。 ①修改挡土墙尺寸，如加大墙底宽，增大墙自重W，以增大抗倾覆力矩。这一方法增加较多的工程量，不经济。 ②伸长墙前趾，增加混凝土工程量不多，需增加钢筋用量。 ③将墙背做成仰斜，可减小土压力，但施工不方便。 ④做卸荷台，如图5.37所示，位于挡土墙竖向墙背上，形如牛腿。卸荷台以上的土压力，不能传到卸荷台以下。土压力呈两个小三角形，因而减小了总的土压力，减小了倾覆力矩。 6 挡土墙设计 6.3　挡土墙的验算 4、地基承载力验算 挡土墙的基底压力应小于地基承载力。否则，地基将丧失稳定性而产生整体滑动。挡土墙基底常属偏心受压情况，其验算方法可见§7.5.2。即要求应同时满足： (3.28) 同时要求e≤b1/4(b1为挡土墙没有台阶时的墙身宽度)。对基底逆坡者，如逆坡度为0.1:1时，要求Pmax≤0.9f；逆坡坡度为0.2:1时，则要求Pmax≤0.8f。当墙体高度不太大而地基并软弱时，或者挡土墙墙顶面没有直接承受竖向荷载，基底压力的验算，一般均能满足要求。 6 挡土墙设计 6.3　挡土墙的验算 5、挡土墙的墙身强度验算 墙身强度的验算，一般选在墙截面突变处，例如墙底台阶的上截面。验算时，先计算此截面以上的墙体的重力和相应高度的主动土压力，求得该截面的内力，然后按《砌体结构设计规范》(GBJ3-88)进行抗压强度和抗剪强度验算。 应当指出，一些满足截面强度验算的挡土墙，由于施工质量差，石缝的砂浆不饱满，因而造成墙体破坏。因此，挡土墙的施工质量也不容忽视。 6 挡土墙设计 6.4　墙后回填土的选择 根据上述土压力理论分析，希望作用在挡土墙上的土压力值越小越好。这样可使挡土墙断面小，省方量，降低造价。各种土压力中，最小土压力为主动土压力Pa, 而Pa的产生与数值大小与墙后填土的种类和性质密切相关。由此可见，挡土墙后的填土并非无关紧要，更