土壓力與土坡穩(wěn)定-土壓力（工程巖土課件）

第二十八講土壓力的計(jì)算學(xué)習(xí)內(nèi)容一了解土壓力二計(jì)算靜止土壓力朗金土壓力基本理論三一、了解土壓力E填土面碼頭橋臺(tái)E隧道側(cè)墻EE擋土結(jié)構(gòu)物(擋土墻)

用來支撐天然或人工斜坡不致坍塌以保持土體穩(wěn)定性，或使部分側(cè)向荷載傳遞分散到填土上的一種結(jié)構(gòu)物。支撐天然斜坡P土壓力通常是指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)壓力。1、土壓力類型被動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力靜止土壓力土壓力（1）靜止土壓力擋土墻在壓力作用下不發(fā)生任何變形和位移，墻后填土處于彈性平衡狀態(tài)時(shí)，作用在擋土墻背的土壓力。Po(2)主動(dòng)土壓力土壓力作用下，擋土墻離開土體向前位移至一定數(shù)值，墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻背的土壓力?；衙鍼a(3)被動(dòng)土壓力Pp滑裂面在外力作用下，擋土墻推擠土體向后位移至一定數(shù)值，墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻上的土壓力。2.三種土壓力之間的關(guān)系（土壓力試驗(yàn)）

-△+△+△-△Po△a△pPaPoPp對(duì)同一擋土墻，在填土的物理力學(xué)性質(zhì)相同的條件下有以下規(guī)律：

Pa

＜Po

＜＜Pp

△p＞＞△a3.土壓力的主要影響因素及實(shí)際土壓力（1）土壓力是擋土結(jié)構(gòu)與土體相互作用的結(jié)果，實(shí)際土壓力的大小和分布主要受擋土結(jié)構(gòu)側(cè)向位移的大小和方向、土的性質(zhì)、擋土結(jié)構(gòu)的剛度和高度等因素的影響。（2）影響土壓力大小和分布的諸因素中，最主要和關(guān)鍵的是擋土結(jié)構(gòu)的相對(duì)位移的大小和方向。（3）實(shí)際工程中的土壓力介于上述三種極限狀態(tài)土壓力之間。二、計(jì)算靜止土壓力

作用在擋土結(jié)構(gòu)背面的靜止土壓力可視為天然土層自重應(yīng)力的水平分量。hzK0γzzh/3靜止土壓力系數(shù)靜止土壓力強(qiáng)度靜止土壓力分布：三角形分布

土壓力作用點(diǎn)：作用點(diǎn)距墻底h/3K0γh

靜止土壓力系數(shù)測(cè)定方法：1.通過側(cè)限條件下的試驗(yàn)測(cè)定2.采用經(jīng)驗(yàn)公式K0

=1-sinφ’計(jì)算（正常固結(jié)土）3.查表確定。特殊情況1、擋墻后面的填土表面上有均布荷載q時(shí)。2、墻后填土中有地下水時(shí)。荷載累加！水下考慮浮重度！三、朗金土壓力基本理論1、朗金土壓力理論假設(shè)（1）擋土墻背垂直、光滑（2）填土表面水平（3）墻體為剛性體f=0σz=γzσx＝K0γzzpa＝Kaγzpp＝Kpγz增加減小pappτf

γzK0γz

τf

=c+σ

tanφ

土體處于彈性平衡狀態(tài)主動(dòng)極限平衡狀態(tài)被動(dòng)極限平衡狀態(tài)水平方向均勻壓縮伸展壓縮主動(dòng)朗金狀態(tài)被動(dòng)朗金狀態(tài)水平方向均勻伸展處于主動(dòng)朗肯狀態(tài)，σ1方向豎直，剪切破壞面與豎直面夾角為45o-φ/245o-φ/245o＋φ/2處于被動(dòng)朗肯狀態(tài)，σ3方向豎直，剪切破壞面與豎直面夾角為45o＋φ/22、計(jì)算主動(dòng)土壓力45o＋φ/2h擋土墻在土壓力作用下，產(chǎn)生離開土體的位移，豎向應(yīng)力保持不變，水平應(yīng)力逐漸減小，位移增大到-△a，墻后土體處于朗肯主動(dòng)狀態(tài)時(shí)，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，剪切破壞面與大主應(yīng)力作用面夾角45o＋φ/2（即與大主應(yīng)力方向夾角45o-φ/2），水平應(yīng)力降低到最低極限值。γz(σ1)pa(σ3)極限平衡條件朗金主動(dòng)土壓力系數(shù)朗金主動(dòng)土壓力強(qiáng)度zh/3EaγhKa討論：（1）當(dāng)c=0,無粘性土?xí)r，朗金主動(dòng)土壓力強(qiáng)度h1）無粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度與z成正比，沿墻高呈三角形分布2）合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積3）合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底h/3處EaEa(h-z0)/3（2）當(dāng)c＞0,粘性土h粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分

說明：負(fù)側(cè)壓力是一種拉力，由于土與結(jié)構(gòu)之間抗拉強(qiáng)度很低，受拉極易開裂，在計(jì)算中不考慮負(fù)側(cè)壓力深度為臨界深度z01）粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)（計(jì)算中不考慮）2）合力大小為分布圖形的面積（不計(jì)負(fù)側(cè)壓力部分）3）合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底(h-z0)/3處z0

3、計(jì)算被動(dòng)土壓力極限平衡條件朗金被動(dòng)土壓力系數(shù)朗金被動(dòng)土壓力強(qiáng)度

γz(σ3)pp(σ1)45o－φ/2hz擋土墻在外力作用下，擠壓墻背后土體，產(chǎn)生位移，豎向應(yīng)力保持不變，水平應(yīng)力逐漸增大，位移增大到△p，墻后土體處于朗肯被動(dòng)狀態(tài)時(shí)，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，它與小主應(yīng)力面夾角45o－φ/2，水平應(yīng)力增大到最大極限值。討論：（1）當(dāng)c=0,無粘性土朗肯被動(dòng)土壓力強(qiáng)度1）無粘性土被動(dòng)土壓力強(qiáng)度與z成正比，沿墻高呈三角形分布2）合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積3）合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底h/3處hγhKph/3Ep（2）當(dāng)c＞0,粘性土粘性