《土力學與地基基礎》教案 教學設計 第13次 土壓力

福建船政交通職業(yè)學院教案NO.13教師姓名盛海洋授課班級21城軌1授課形式講授授課日期2023年4月8日第7周授課時數2章節(jié)名稱擋土墻土壓力計算教學目的掌握朗肯、庫侖土壓力理論的理論來源，理論公式，熟悉該理論的主動與被動土壓力的計算。掌握土坡穩(wěn)定分析的方法、運用。教學重點掌握朗肯、庫侖土壓力理論基本假定，最簡單條件。理論公式，該理論的主動與被動土壓力的計算。條分法分析土坡穩(wěn)定。教學難點朗肯、庫侖土壓力理論的理論來源與運用。條分法分析土坡穩(wěn)定。更新補充刪節(jié)內容無教學媒體板書課后分析復習舊課，導入新課：（時間）10’土體強度的概念，直接剪切實驗，如何確定土的抗剪強度，不同實驗條件下的三種直剪試驗方法。理論公式法及設計規(guī)范法確定地基容許承載力。教學過程（時間）100’教學提示擋土墻土壓力計算7.1概述

在建筑工程中，遇到在土坡上、下修建建筑物時，為了防止土坡發(fā)生滑坡或坍塌，需用各種類型的擋土結構物加以支擋，擋土墻是最常用的支擋結構物，土體作用在擋土墻上的壓力稱為土壓力earthpressure。1、土壓力實驗：在實驗室內通過擋土墻的模型試驗可以量測出擋土墻不同位移方向產生種不同的土壓力：A擋土墻靜止不動時，測出土壓力為P0B擋土墻向離開填土的臨空方向移動或轉動時，測得土壓力數值減小到最小值Pa。C擋土墻向填土方向移動時，土壓力值最大為Pp。2、土壓力種類（1）靜止土壓力：當擋土墻靜止不動時，墻后土體由于墻的側限作用而處于靜止狀態(tài)，此時墻后土體作用在墻背上的土壓力稱為靜止土壓力。E0（2）主動土壓力activeearthpressure：當擋土墻在墻后填土作用下，背離填土方向發(fā)生位移，土中出現剪應力并增大至極限值，作用于擋土墻上的土壓力逐漸減小的最小值稱為主動土壓力。Ea。（3）被動土壓力passiveearthpressure：當擋土墻在外力作用下，推動土體向填土方向發(fā)生位移，土中出現剪應力并增大至極限值，作用于擋土墻上的土壓力逐漸增大的最大值稱為主動土壓力。Ep。Ea＜E0＜Ep靜止土壓強度Po=KoγZKo—靜止土壓力系數。Ko=1－sinφˊ靜止土壓力Eo作用點距墻底H/3處，方向水平地下水位以下用γˊ，同時考慮靜水壓力7.2朗肯土壓力理論基本假定：把擋土結構物的墻體視為半無限土體的一個部分。最簡單條件：1、墻是剛性的且墻背是豎直平面2、填土面水平，且與墻頂齊平3、假定墻背光滑即墻和土之間無摩擦力。一、靜止土壓力公式：E0=1/2（ξrz）z=1/2ξrz2二、主動土壓力公式： m=tg（45-分析：（1）砂性土：C=0，pa=rzm2（2）粘性土：z=0時，pa=-2cmz=H時，pa=rHm2—2Cmpa=0時，z= KN/mα：為最大主應力面與滑裂面之間的夾角。三、被動土壓力： 由φ查表求得（1）砂性土： KN/m（2）粘性土： KN/m7.3庫侖土壓力理論一、基本假定由于墻的移動（前移或后移）使墻背填土形成一個滑動契體體，當土契體處于極限平衡狀態(tài)時，滑裂面為通過墻腳的某一平面，土契體在極限平衡時作用在墻背上的側壓力合力，即為主動土壓力或被動土壓力值。適用范圍：墻背為傾斜，填土面傾斜，墻背與土之間有摩擦力。NOTE：限制：該理論只適用于砂土。二、主動土壓力計算圖6.7滑動楔體ABC上有3個力G、E、R。由正弦定律E/G=，土壓力E=，最大的E值就是主動土壓力Ea。求真正滑動面的條件是de/dθ=0，由此確定θ值，帶入6.15b，得主動土壓力6.16。 NOTE：（1）當β=0，α=0，δ=0時，代入μa公式，符合朗金理論。（2） 土壓力強度分布圖為三角形（3）Ea作用線方向：與墻背法線成α角，與水平線成α+β角（4）被動土壓力：7.4工程實際中的土壓力計算一、填土表面有均布荷載作用墻頂土壓力強度σ1=rhsKa=qKa墻底土壓力強度σ2=r（h+hs）Ka=（q+rh）Ka，壓力分布圖為梯形。二、成層填土第一層按均質土r1、φ1、c1計算；計算第二層，按上層土為均布荷載，用第二層土的r2、φ2、c2計算第二層土頂、底土壓力。三、填土有地下水地下水以下用浮重度，并計地下水對擋土墻產生的靜水壓力。7.5土坡穩(wěn)定分析一、概述：土坡滑動失穩(wěn)原因：外界力作用；土的抗剪強度降低。二、土坡穩(wěn)定分析穩(wěn)定性用穩(wěn)定安全系數K表示：1、砂性土的土坡穩(wěn)定分析：2、粘性土的土坡穩(wěn)定分析：土坡園弧滑動體整體穩(wěn)定分析①基本概念穩(wěn)定安全系數穩(wěn)定力矩/滑動力矩（1）條分法分析土坡穩(wěn)定假定土是均質各向同性，滑動體是剛體，土條i上的作用力包括：土條重力Gi；兩側法向力E1i，E2i；豎向剪力F1i,F2i；滑動面ef上Ni，Ti。大小和位置為已知，按平面問題考慮。分析原理及步驟。解題思路的總結，簡化公