土壓力與土坡穩(wěn)定.ppt

1、回顧:,基本條件和假定 極限應(yīng)力分析 破壞形式 主動(dòng)和被動(dòng) 砂土和粘性土,6.1 概述 6.2 靜止土壓力計(jì)算 6.3 朗肯(Rankine)土壓力理論 6.4 庫侖(Coulomb)土壓力理論 6.5 幾種常見情況土壓力 6.6 擋土墻設(shè)計(jì) 6.7 土坡穩(wěn)定分析,第6章 土壓力與土坡穩(wěn)定,6.4 庫侖土壓力理論,6.4.1 基本原理,庫侖研究的課題,1. 庫侖研究的課題,2. 庫侖土壓力理論假設(shè)條件,庫侖土壓力的基本假定,6.4.2 庫侖主動(dòng)土壓力計(jì)算,1. 受力分析,庫侖主動(dòng)土壓力計(jì)算簡(jiǎn)圖,2. 庫侖主動(dòng)土壓力計(jì)算公式,或,（6-20）,（6-21）,（6-22）,3. 庫侖主動(dòng)土壓力的分

2、布,4. 庫侖總主動(dòng)土壓力作用點(diǎn),6.4.3 庫侖被動(dòng)土壓力計(jì)算,1. 受力分析,庫侖被動(dòng)土壓力計(jì)算,2. 計(jì)算公式,（6-24）,即,（6-25）,（6-26）,3. 庫侖被動(dòng)土壓力的分布,4. 庫侖總被動(dòng)土壓力作用點(diǎn),總被動(dòng)土壓力的作用點(diǎn)位于被動(dòng)土壓力三角形分布圖形的重心，即墻底面以上H/3 處。,1.朗肯土壓力理論： （1）依據(jù)：半空間的應(yīng)力狀態(tài)和土的極限平衡條件 （2）概念明確、計(jì)算簡(jiǎn)單、使用方便 （3）理論公式直接適用于粘性土和無粘性土 （4）由于忽略了墻背與填土之間的摩擦，主動(dòng)土壓 力偏大，被動(dòng)土壓力偏小。,6.4.4 朗肯土壓力理論與庫侖土壓力理論的比較,朗肯主動(dòng)土壓力偏大,6.

3、4.4 朗肯土壓力理論與庫侖土壓力理論的比較,墻背垂直 填土水平 實(shí)際 d 0,朗肯被動(dòng)土壓力偏小,2.庫侖土壓力理論： （1）依據(jù)：墻后土體極限平衡狀態(tài)、楔體的靜力平衡條件 （2）理論假設(shè)條件 （3）理論公式僅直接適用于無粘性土 （4）考慮了墻背與土之間的摩擦力，并可用于墻背傾斜，填土面傾斜的情況。但庫倫理論假設(shè)破裂面是一平面，與按滑動(dòng)面為曲面的計(jì)算結(jié)果有出入。,滑動(dòng)面,滑動(dòng)面,6.5 幾種常見情況的土壓力,6.5.1 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002推薦的公式法,（6-27）,6.5.2 地面均布荷載作用下的土壓力計(jì)算,1. 主動(dòng)土壓力,（1）擋土墻墻背垂直，填土表面水平的情況

4、,土壓力呈梯形分布，作用點(diǎn)在梯形的重心。,（2）擋土墻墻背傾斜，填土表面傾斜的情況,2. 被動(dòng)土壓力,土壓力呈梯形分布，作用點(diǎn)在梯形的重心。,qKa,局部荷載-朗肯土壓力理論：,粘性土被動(dòng)土壓力的計(jì)算：,6.5.3 車輛荷載引起的土壓力計(jì)算,a）土壓力計(jì)算原理 b）重車的擋土墻計(jì)算長(zhǎng)度 車輛荷載引起的土壓力計(jì)算,（6-34）,6.5.4 墻后填土分層情況,f1 = f2 c1 = c2=0,g2 g1 g2 g1,C,A,g1 f1 c1,g2 f2 c2,H2,H1,成層填土,c1 0 c2=0,c1 =0 c20,g1 = g2 f2 = f1,成層填土,g1 = g2 c1 = c2=0

5、,f2 f1 f2 f1,成層填土,成層填土情況,6.5.5 填土中有地下水情況,1. 水土分算,對(duì)于地下水位以下的碎石土和砂土，一般采用“水土分算”法。分別計(jì)算作用在墻背上的土壓力和水壓力，然后進(jìn)行疊加。,采用“水土分算”法，總的土壓力減小了，但是，由于增加了水壓力，故作用在墻背上的總壓力是增加了。,2. 水土合算,對(duì)于地下水位以下粘性土、粉土、淤泥及淤泥質(zhì)土，通常采用“水土合算”法，土的重度采用飽和重度，土壓力系數(shù)采用總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。,填土中有地下水時(shí)的土壓力計(jì)算：,填土中有水：,墻基不透水,朗肯理論,KagH2,KagH1,填土中有水,填土滲透系數(shù)比地基土小得多,KagsatH2,1

6、. 構(gòu)造要求： 一般用砂性土，墻設(shè)排水孔以及反濾層，填土表面設(shè)溝、堤等截流。 2. 水下部分 土壓力 Pa = Kasz 水壓力 pu=u (靜水壓力、滲流壓力、超靜孔壓),填土中有水,排水管,排水孔,土工織物反濾,砂礫石料,帶卸荷臺(tái)的擋土墻土壓力,H1,H2,45o+/2,(H1+H2)Ka,H1Ka,A,B,D,C,E,C,E,此擋土墻上的主動(dòng)土壓力計(jì)算結(jié)果及其分布：,6.4 庫侖土壓力理論,本次課小結(jié)：,6.4.1 基本原理 6.4.2 庫侖主動(dòng)土壓力計(jì)算 6.4.3 庫侖被動(dòng)土壓力計(jì)算 6.4.4 朗肯土壓力理論與庫侖土壓力理論的比較,6.5 幾種常見情況的土壓力,6.5.1 建筑地基

7、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002推薦的公式法 6.5.2 地面均布荷載作用下的土壓力計(jì)算 6.5.3 車輛荷載引起的土壓力計(jì)算 6.5.4 墻后填土分層情況 6.5.5 填土中有地下水情況,6.6 擋土墻設(shè)計(jì),擋土墻設(shè)計(jì)包括墻型選擇、穩(wěn)定性驗(yàn)算、地基承載力驗(yàn)算、墻身材料強(qiáng)度驗(yàn)算以及一些設(shè)計(jì)中的構(gòu)造要求和措施。,6.6.1 擋土墻類型,1. 重力式擋土墻 2. 懸臂式擋土墻 3. 扶壁式擋土墻 4. 錨桿及錨定板式擋土墻 5. 其它型式的擋土結(jié)構(gòu),6.6.2 擋土墻的計(jì)算,1. 擋土墻計(jì)算的內(nèi)容,1）穩(wěn)定性驗(yàn)算，包括抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算和抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算。 2）地基承載力驗(yàn)算。 3）墻身材料強(qiáng)度

8、驗(yàn)算。符合現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和砌體結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)規(guī)范等規(guī)定要求。,2. 作用在擋土墻上的荷載,作用在擋土墻上的荷載有墻身自重G、土壓力和基底反力。,作用于擋土墻上的諸力,3. 擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算,（1）抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算,穩(wěn)定性驗(yàn)算圖,（6-38）,4）在擋土墻豎直墻背上作卸載臺(tái)，形狀如牛腿，則平臺(tái)以上的土壓力不能傳遞到平臺(tái)以下，總土壓力減小，抗傾覆穩(wěn)定性增大。,擋土墻上的卸載臺(tái),（2）抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算,擋土墻上抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算,（6-39）,增加抗滑穩(wěn)定的措施,6.6.3 重力式擋土墻的構(gòu)造措施,1. 墻型的選擇,重力式擋土墻按墻背傾斜方式分為仰斜、直立和俯斜三種型式，如用相同的計(jì)算方法和計(jì)算指標(biāo)計(jì)算主動(dòng)土壓力，一般仰斜最小，直立居中，俯斜最大。就墻背所受的土壓力而言，仰斜墻背較為合理。,2. 重力式擋土墻的基礎(chǔ)埋置深度,在土質(zhì)地基中，基礎(chǔ)埋置深度不宜小于0.5m；在軟質(zhì)巖石中，基礎(chǔ)埋置深度不宜小于0.3m。,3. 斷面尺寸擬定,4. 墻后排水措施,5. 填土質(zhì)量要求,6.6 擋土墻設(shè)計(jì),本次課小結(jié):,6.6.1 擋土墻類型,6.6.2 擋土墻的計(jì)算,1