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第三章 土压力与土坡稳定 土压力及其计算 土压力及其计算 土压力及其计算 ①无粘性土的极限平衡条件 ②沿深度方向分布的主动土压力 ③朗肯主动土压力系数 ④单位墙长度上的土压力合力Ea 土压力及其计算 1. 填土面上有均布荷载q （超载） ①在墙后距填土面为z深度处： 大主应力(竖向)σ1=q+γz， 小主应力(水平向) σ3=pa ②根据土的极限平衡条件： 粘性土： 砂土： ③填土为粘性土时，临界深度： ④若超载q较大，计算的z0为负值，墙顶处土压力 土压力及其计算 2.分层填土：按各层的土质情况，分别确定每层土作用于墙背的土压力。 ①第一层土按指标γ1、φ1和c1计算土压力。 ②计算第二层土时将上层土视作该层土上的均布荷载，用该层土的指标γ1、φ1和c2来进行计算。 ③其余土层同样可按第二层土的方法来计算。 土压力及其计算 3.填土中有地下水：墙背同时受到土压力和静水 压力的作用。 ①地下水位以上的土压力可按前述方法计算。 ②地下水位以下土层的土压力，应考虑地下水引起填土重度 的减小以及抗剪强度改变的影响。 ③但在一般工程中，可不计地下水对土体抗剪强度的影响， 而只需以有效重度和土体原有的c和φ值来计算土压力。 ④总侧压力为土压力和水压力之和。 ⑤水土分算与水土合算法 水土分算法：将土压力和水压力先分开计算再叠加的方法。 适用范围：适合于永久性挡土结构或渗透性较大的砂性土。 水土合算法：将地下水位以下的土体重度取为饱和重度来计算，水压力则不再单独计算。 适用范围：适合于渗透性较小的粘性土。 土压力及其计算 土压力及其计算 3.静止土压力计算 ①按半空间弹性变形体在土的自重作用 下无侧向变形时的水平侧压力： p =K0γz ②若土体为均质土，则K0与γ均为常数 K0=μ/(1-μ) 由于土的μ很难确定，K0常用经验公式计算。 对于砂土、正常固结粘土： 　　　　　K0≈1-sinφ ③p与z成正比，静止土压力沿墙高呈三角形分布。 土压力及其计算 ④单位长挡土墙上的静止土压力合力E0为三角形分布图的面积。 E0的作用点位于三角形的形心，即距 墙底h/3处。 ⑤若土体为非均质土，必须分层计算。 ⑥水压力必须单独计算。(K0=1) 土坡稳定性 挡土结构物(俗称挡土墙) ：是用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌，以保持土体稳定性的一种构筑物. 土压力：挡土墙承受的土体侧向压力。是设计挡土结构断面及验算其稳定性的主要荷载。 土坡稳定性 土坡稳定性 土坡稳定性 土坡稳定性 土坡稳定性 土坡稳定性 土坡稳定性 土坡稳定性 土坡稳定性 土坡稳定性 土坡稳定性 土坡稳定性 土坡稳定性 挡土墙事故分析 挡土墙事故分析 挡土墙事故分析 挡土墙事故分析 挡土墙事故分析 挡土墙事故分析 * * 高等教育出版社 高等教育电子音像出版社 1.分类：按位移方向和墙后土体的应力状态分为： 静止土压力、主动土压力、被动土压力（图7-4) 2.土压力性质和大小：是由挡土墙位移方向和位移量决定。 土压力的分类与相互作用 挡土墙的三种土压力 主动土压力 ①挡土墙向离开土体的方向移动，水平应力?h　　　 　减小，竖向应力?v保持不变，当位移达到一定 　数值时，墙后填土达到极限平衡状态。 ②竖向应力σv=γz是大主应力σ1。 ③水平向土压力pa(主动土压力)是 小主应力σ3。 ④利用极限平衡条件下σ1与σ3的关 系，直接求得主动土压力的强度pa。 ⑤pa=?3 (主动土压力) ?v不变 ?h减小 1.朗肯主动土压力计算——无粘性土 无粘性土主动土压力 -主动土压力增大系数，墙体高度小于5m时取1.0；墙体高度为5～8m时取1.1；墙体高度大于8m时取1.2 例题3-1 三、几种常见情况下的土压力计算 例题3-2 分层填土 例题3-3 例题3-4 在相同的墙高和填土条件下：Ea＜E0＜Ep 1.静止土压力定义：墙无移动、土无变形，土体处于 弹性平衡状态。 2.墙身位移与静止土压力E0的关系： 墙、土静止状态 E0 h 静止土压力的分布 墙、土静止状态 E0 h 静止土压力的分布 挡土结构及其土压力 挡土墙的应用举例 挡土墙的应用举例 挡土墙的应用举例 挡土墙类型 （按刚度及位移方式分为刚性挡土墙和柔性挡土墙） １．刚性挡土墙 ①定义：一般指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。 L型 预应力 刚性加筋 扶壁 圬 工 式 刚性挡土墙 T型 刚性挡土墙背上的图压力分布 （按刚度及位移方式分为刚性挡土墙和柔性挡土墙） １．刚性挡土墙 ②刚性挡土墙特点：刚度大,仅发生整体平移或转动的刚体位移，墙身的挠曲变形则可忽略。 ③土压力分布特点：墙背受到的土压力一般呈三