第六章土压力与土坡稳定（课件）.ppt

5、墙后回填土 墙后回填土应作为挡墙工程的组成部分设计和选择。 理想：卵石、砾石、粗砂、中砂等。（内摩擦角大，主动土压力系数小，所以主动土压力小） 可用：细砂、粉砂、优含水率粉土、粉质粘土、低塑性粘土。（就地取材） 不能用：软粘土、成块硬粘土、膨胀土、耕植土。（性质不稳定，冻胀或吸水产生膨胀压力） 6、墙后排水措施 必须设置排水，否则危害大。 排水措施: 截水沟 泄水孔 第六节 土坡和地基的稳定性分析 一、土坡稳定性分析 1、土坡滑动（滑坡） 土坡在一定范围内整体地沿某一滑动面向下和向外滑移而丧失稳定性。 滑坡 2、原因： （1）剪应力增大；（2）抗剪强度减小； （3）静水力的作用。 3、简单土坡：指由均质土组成，坡面单一，顶面与底面均水平，且长度为无限长的土坡。 无粘性土坡稳定性分析 （一）无粘性土坡稳定性分析 取坡面上土颗粒M来研究： 1.15~1.5 = K 稳定安全系数 从上式看出，只要 土坡就是稳定的。 土坡剖面 作用在土条上的力 （二）粘性土坡稳定分析 毕肖普分条法： 1、作用在土条上的力如右图所示； 2、假定 的合力与 的合力相等且在同一直线上。由静力平衡条 件得： 作用在ef面上的正应力 和剪应力分别为： 土坡剖面 作用在土条上的力 3、作用在滑动面ab上的总剪切力之和： 4、按总应力法，土条ef上的抗剪力为： 如采用有效应力法，取 ，则抗剪力表示为： 5、整个滑动面上的抗剪力为： 6、抗剪力与剪切力之比定义为安全系数K： 7、选取若干个滑弧试算，得安全系数最小的一个滑弧，即为最危险的滑弧。 8、要求K 大于1.1~1.5。 9、最危险滑弧两端距坡顶点和坡脚点各为0.1nH处，且滑弧中心在ab线的垂直平分线上。 二、地基稳定性分析 地基稳定性问题包括： 1、地基承载力不足而失稳； 2、水平荷载作用下的构筑物基础的倾覆和滑动失稳及边坡失稳。 本节只介绍水平荷载下构筑物基础连同地基一起滑动的地基稳定性问题。 （一）圆弧分析法 假定滑动面为圆弧滑动面，如下图： 挡墙连同基础一起滑动 先求出作用于滑动体的力系，即计算绕圆弧中心的滑动力矩和抗滑力矩，二者之比即为整体滑动稳定安全系数K。 （1）计算各力： 挡墙连同基础一起滑动 （2）计算安全系数K 硬土层中非圆弧滑动面 （二）非圆弧滑动法 作为近似计算，可简单地取abdc为隔离体。作用在ab和dc竖直面上的力，可假设分别为被动和主动土压力，可假设为平面，沿此滑动面上总的抗剪强度为： 稳定安全系数K： 三、土坡失稳的原因及防治措施 1、失稳原因 力学：土体内部某个面上的剪应力达到抗剪强度，从而使土体稳定的平衡破坏。 内因： 土坡外形（坡角、坡高、断面）； 土体物理力学性质（成分、密度、含水量、孔隙比、内聚力、摩擦角、密实度等）； 土体的结构（分层层面、裂隙、裂缝等抗剪强度低）。 2、防治措施 削坡 排水和防渗（地表水、地下水） 支挡和加固 减载 反压 坡面防护 * 土体作用在挡土结构物上的压力称为土压力。土压力是进行挡土结构物断面设计和稳定验算的重要荷载。 二、主动土压力计算 由土的强度理论可知，当土体中某点处于极限平衡状态时，大小主应力之间应满足以下关系： 粘性土： 无粘性土： 假定条件：墙背光滑（满足剪应力为零的边界条件）、直立、填土面水平。当挡墙偏离土体时 逐渐减小到 时达到朗肯主动极限平衡状态，主动土压力强度 为： 粘性土： 无粘性土： 主动土压力合力 （取单位墙长计算）： 无粘性土 粘性土 无粘性土： 粘性土： 令 得 三、被动土压力计算 无粘性土： 粘性土： 无粘性土： 粘性土： 第四节 库仑土压力理论 一、基本原理及适用条件 1、基本原理：根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔块时，从楔块的静力平衡条件得出的土压力计算理论。 2、适用条件：适用于墙后填土为无粘性土的任何情况下的墙背及填土面。 3、基本假设： ①、墙后填土是均匀的散粒材料； ②、破坏滑动面是通过墙踵的平面。 二、无粘性土土压力的计算原理及公式 1、主动土压力： 根据力矢三角形图（b）并按正弦定律得： 将上式整理得主动土压力计算公式为： 令： 则： 主动土压力强度为： 式中： Ka—库伦主动土压力系数，可按上面公式计算或查表； H—挡土墙高度，m； ?—墙后填土的重度，KN/M3； ?—墙后填