第6章 土压力与土坡稳定(2).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,回顾,:,基本条件和假定,极限应力分析,破坏形式,主动和被动,砂土和粘性土,主动土压力系数,被动土压力系数,静止土压力系数,v,P,p,P,a,6.1,概述,6.2,静止土压力计算,6.3,朗肯,(,Rankine,),土压力理论,6.4,库仑,(Coulomb),土压力理论,6.5,几种常见情况土压力,6.6,挡土墙设计,6.7,土坡稳定分析,第,6,章,土压力与土坡稳定,6.4,库仑土压力理论,6.4.1,基本原理,库仑研究的课题,1.,库仑研究的课题,2.,库仑土压力理论假设条件,库仑土压力的基本假定,6.4.2,库仑主动土压力计算,1.,受力分析,库仑主动土压力计算简图,2.,库仑主动土压力计算公式,或,（,6-20,）,（,6-21,）,（,6-22,）,3.,库仑主动土压力的分布,4.,库仑总主动土压力作用点,6.4.3,库仑被动土压力计算,1.,受力分析,库仑被动土压力计算,2.,计算公式,（,6-24,）,即,（,6-25,）,（,6-26,）,3.,库仑被动土压力的分布,4.,库仑总被动土压力作用点,总被动土压力的作用点位于被动土压力三角形分布图形的重心，即墙底面以上,H/3,处。,1.,朗肯土压力理论：,（,1,）依据：半空间的应力状态和土的极限平衡条件,（,2,）概念明确、计算简单、使用方便,（,3,）理论公式直接适用于粘性土和无粘性土,（,4,）由于忽略了墙背与填土之间的摩擦，主动土压,力偏大，被动土压力偏小。,6.4.4,朗肯土压力理论与库仑土压力理论的比较,朗肯主动土压力偏大,E,库仑,R,W,E,朗肯,E,库仑,R,W,E,朗肯,6.4.4,朗肯土压力理论与库仑土压力理论的比较,墙背垂直,填土水平,实际,d,0,朗肯被动土压力偏小,2.,库仑土压力理论：,（,1,）依据：墙后土体极限平衡状态、楔体的静力平衡条件,（,2,）理论假设条件,（,3,）理论公式仅直接适用于无粘性土,（,4,）考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填土面倾斜的情况。但库伦理论假设破裂面是一平面，与按滑动面为曲面的计算结果有出入。,滑动面,滑动面,6.5,几种常见情况的土压力,6.5.1,建筑地基基础设计规范,GB50007-2002,推荐的公式法,（,6-27,）,6.5.2,地面均布荷载作用下的土压力计算,1.,主动土压力,（,1,）挡土墙墙背垂直，填土表面水平的情况,土压力呈梯形分布，作用点在梯形的重心。,（,2,）挡土墙墙背倾斜，填土表面倾斜的情况,2.,被动土压力,土压力呈梯形分布，作用点在梯形的重心。,q,45,o,/2,45,o,/2,qK,a,H,K,a,局部荷载,-,朗肯土压力理论：,粘性土被动土压力的计算：,6.5.3,车辆荷载引起的土压力计算,a,）土压力计算原理,b,）重车的挡土墙计算长度,车辆荷载引起的土压力计算,（,6-34,）,6.5.4,墙后填土分层情况,f,1,=,f,2,c,1,=,c,2,=,0,g,2,g,1,g,2,0,c,2,=,0,c,1,=0,c,2,0,g,1,=,g,2,f,2,=,f,1,C,B,A,g,1,f,1,c,1,g,2,f,2,c,2,H,2,H,1,B,成层填土,g,1,=,g,2,c,1,=,c,2,=,0,f,2,f,1,f,2,f,1,C,B,A,g,1,f,1,c,1,g,2,f,2,c,2,H,2,H,1,B,成层填土,过顶点虚拟,q=,g,H,1,成层填土情况,6.5.5,填土中有地下水情况,1.,水土分算,对于地下水位以下的碎石土和砂土，一般采用“水土分算”法。分别计算作用在墙背上的土压力和水压力，然后进行叠加。,采用“水土分算”法，总的土压力减小了，但是，由于增加了水压力，故作用在墙背上的总压力是增加了。,2.,水土合算,对于地下水位以下粘性土、粉土、淤泥及淤泥质土，通常采用“水土合算”法，土的重度采用饱和重度，土压力系数采用总应力抗剪强度指标。,填土中有地下水时的土压力计算：,填土中有水：,墙基不透水,朗肯理论,g,w,H,2,水压力,土压力,C,B,A,g,f,g,f,H,2,H,1,B,不透水层,K,a,g,H,2,K,a,g,H,1,填土中有水,填土渗透系数比地基土小得多,u=0,孔压,H,2,H,1,透水地基,g,sa,t,H,2,g,H,1,垂直有效应力,=,总应力,K,a,g,H,1,土压力,K,a,g,sa,t,H,2,1.,构造要求：,一般用砂性土，墙设排水孔以及反滤层，填土表面设沟、堤等截流。,2.,水下部分,土压力,P,a,=,K,a,s,z,水压力,p,u,=,u,(,静水压力、渗流压力、超静孔压,),填土中有水,排水管,排水孔,土工织物反滤,砂砾石料,带卸荷台的挡土墙土压力,H,1,H,2,45,o,+,/2,(H,1,+H,2,),K,a,H,1,K,a,A,B,D,C,E,C,E,此挡土墙上的主动土压力计算结果及其分布：,6.4,库仑土压力理论,本次课小结：,6.4.1,基本原理,6.4.2,库仑主动土压力计算,6.4.3,库仑被动土压力计算,6.4.4,朗肯土压力理论与库仑土压力理论的比较,6.5,几种常见情况的土压力,6.5.1,建筑地基基础设计规范,GB50007-2002,推荐的公式法,6.5.2,地面均布荷载作用下的土压力计算,6.5.3,车辆荷载引起的土压力计算,6.5.4,墙后填土分层情况,6.5.5,填土中有地下水情况,6.6,挡土墙设计,挡土墙设计包括墙型选择、稳定性验算、地基承载力验算、墙身材料强度验算以及一些设计中的构造要求和措施。,6.6.1,挡土墙类型,1.,重力式挡土墙,2.,悬臂式挡土墙,3.,扶壁式挡土墙,4.,锚杆及锚定板式挡土墙,5.,其它型式的挡土结构,6.6.2,挡土墙的计算,1.,挡土墙计算的内容,1,）稳定性验算，包括抗倾覆稳定性验算和抗滑移稳定性验算。,2,）地基承载力验算。,3,）墙身材料强度验算。符合现行,混凝土结构设计规范,和,砌体结构,设计规范,等规定要求。,2.,作用在挡土墙上的荷载,作用在挡土墙上的荷载有墙身自重,G,、土压力和基底反力。,作用于挡土墙上的诸力,3.,挡土墙稳定性验算,（,1,）抗倾覆稳定性验算,稳定性验算图,（,6-38,）,4,）在挡土墙竖直墙背上作卸载台，形状如牛腿，则平台以上的土压力不能传递到平台以下，总土压力减小，抗倾覆稳定性增大。,挡土墙上的卸载台,（,2,）抗滑移稳定性验算,挡土墙上抗滑稳定性验算,（,6-39,）,增加抗滑稳定的措施,6.6.3,重力式挡土墙的构造措施,1.,墙型的选择,重力式挡土墙按墙背倾斜方式分为仰斜、直立和俯斜三种型式，如用相同的计算方法和计算指标计算主动土压力，一般仰斜最小，直立居中，俯斜最大。就墙背所受的土压力而言，仰斜墙背较为合理。,2.,重力式挡土墙的基础埋置深度,在土质地基中，基础埋置深度不宜小于,0.5m,；在软质岩石中，基础埋置深度不宜小于,0.3m,。,3.,断面尺寸拟定,4.,墙后排水措施,5.,填土质量要求,6.6,挡土墙设计,本次课小结,:,6.6.1,挡土墙类型,6.6.2,挡土墙的计算,1.,挡土墙计算的内容,2.,作用在挡土墙上的荷载,3.,挡土墙稳定性验算,（,1,）抗倾覆稳定性验算,（,2,）抗滑移稳定性验算,6.6.3,重力式挡土墙的构造措施,1.,墙型的选择,2.,重力式挡土墙的基础埋置深度,3.,断面尺寸拟定,4.,墙后排水措施,5.,填土质量要求,