土力學(xué)與地基基礎(chǔ)（第三版）第6章

第6章土壓力及分析土坡穩(wěn)定6.1土壓力的種類

擋土墻重力式(a)、鋼筋混凝土擋土墻(b)、錨桿擋土墻(c)一、土壓力：外荷載對(duì)擋土墻背產(chǎn)生的側(cè)向壓力錨定板擋土墻(d)、及板樁墻(e)二、土壓力的種類

a.靜止土壓力b.主動(dòng)土壓力c.被動(dòng)土壓力（一）靜止土壓力擋土墻的剛度很大，在土壓力作用下墻處于靜止不動(dòng)的狀態(tài)，即位移為零，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)。（二）主動(dòng)土壓力土推、墻移（或繞墻跟轉(zhuǎn)動(dòng)）墻后土體處于被動(dòng)極限平衡狀態(tài)（三）被動(dòng)土壓力墻推土移，墻后土體處于被動(dòng)極限平衡狀態(tài)

試驗(yàn)研究表明：在相同條件下，靜止土壓力大于主動(dòng)土壓力而小于被動(dòng)土壓力，即有Ea<E0<Ep

在相同條件下，產(chǎn)生被動(dòng)土壓力時(shí)所需的位移量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于產(chǎn)生主動(dòng)土壓力時(shí)所需的位移量。6.2靜止土壓力計(jì)算1、壓強(qiáng)：分布：均質(zhì)土層三角形分布2、土壓力E0：大?。篍0=（三角錐體體積）===三角面積=1/2γH2K0方向：水平指向墻背作用點(diǎn)：通過壓力圖形的行心———離墻底H/3m處。a)b)Zσzσxσx半無限體σz=koγzHABEOσz=koγHH/3

E0H靜止土壓力的分布6.3朗金土壓力理論適用條件：1.擋土墻的墻背垂直；2.擋土墻的墻后填土表面水平；3.擋土墻的強(qiáng)背光滑，墻和填土之間沒有摩擦力，剪應(yīng)力為零。一、主動(dòng)土壓力粘性土：砂性土：二、被動(dòng)土壓力計(jì)算當(dāng)墻受到外力作用而推向土體時(shí)，填土中任意一點(diǎn)的豎向應(yīng)力仍不變，而水平向應(yīng)力

x卻逐漸增大，直至出現(xiàn)被動(dòng)朗金狀態(tài)。此時(shí)，

x達(dá)最大限值

p

，因此

p是大主應(yīng)力，也就是被動(dòng)土壓力強(qiáng)度，而

z則是小主應(yīng)力。由極限平衡條件公式可得

1.砂性土

2.粘性土

從以上公式可知：無粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度呈三角形分布；粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度呈梯形分布。如取單位墻長計(jì)算，則被動(dòng)土壓力可由下式計(jì)算：

1.砂性土

2.粘性土Ep砂性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖HEp粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖6.4庫侖土壓力理論適用條件：1.墻背俯斜、傾角為ε；2.墻后填土為松散的散粒體，因此庫侖土壓力理論只適用于砂性土；3.填土表面傾斜與水平成β角；4.墻背粗糙、有摩擦力，墻與土之間的摩擦角為δ；一、主動(dòng)土壓力

一般擋土墻的計(jì)算屬于平面問題，故可沿墻的長度方向取1m進(jìn)行分析。當(dāng)墻向前移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)而使墻后土體沿某一破壞面破壞時(shí)，土楔向下滑動(dòng)而處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)。按庫倫理論求主動(dòng)土壓力GRQBCA庫倫主動(dòng)土壓力的一般表達(dá)式或

庫倫主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分布，主動(dòng)土壓力的作用點(diǎn)在距墻底H/3處。

當(dāng)墻背垂直、光滑，填土面水平時(shí)，庫倫主動(dòng)土壓力的一般表達(dá)式成為

可見，在上述條件下，庫倫主動(dòng)土壓力公式和朗肯公式相同。

二、被動(dòng)土壓力

當(dāng)擋土墻受外力作用推向填土，直至土體沿某一破裂面BC破壞時(shí)，土楔ABC向上滑動(dòng)，并處于被動(dòng)極限平衡狀態(tài)。按庫倫理論求被動(dòng)土壓力GRQWREBCA

按求主動(dòng)土壓力同樣的原理可求得被動(dòng)土壓力的庫倫公式為：或

庫倫被動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分布，被動(dòng)土壓力的作用點(diǎn)在距墻底H/3處。

被動(dòng)土壓力強(qiáng)度可按下式計(jì)算：

當(dāng)墻背垂直、光滑，填土面水平時(shí)，庫倫被動(dòng)土壓力的一般表達(dá)式成為三常見情況下的主動(dòng)土壓力計(jì)算1、填土表面有均布荷載2、墻后填土分層3、填土中有地下水（一）、填土表面有均部荷載當(dāng)填土面有均布荷載時(shí)的土壓力計(jì)算：

當(dāng)擋土墻后填土面有連續(xù)均布荷載作用時(shí)，土壓力的計(jì)算方法是將均布荷載換算成當(dāng)量的土重。當(dāng)填土面水平時(shí)，當(dāng)量的土層厚度為Ea填土面有均布荷載的土壓力計(jì)算（二）、墻后填土分層1、當(dāng)上下層的值相同而值不同時(shí)，土重在深度外的變化是連續(xù)的。但三角形的坡度不同。2、當(dāng)上下層的值相同而值不同時(shí)，土重在深度外的變化有突變。（三）、填土中有地下水1、地下水以下的填土容重減輕為浮容重2、地下水對(duì)擋土墻產(chǎn)生靜水壓壓力分層土及土中有地下水時(shí)的主動(dòng)土壓力6.5土坡穩(wěn)定分析粘性土坡穩(wěn)定性分析的常用方法有條分法和穩(wěn)定數(shù)法。條分法計(jì)算步驟如下：1、按比例繪制土坡剖面圖2、作滑圓弧面3、分成寬度相等的若干土條4、計(jì)算作用在土條上的剪切力和抗剪力。5、計(jì)算穩(wěn)定安全系數(shù)擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻類型重力式擋土墻形式其他擋土墻類型

擋土墻重力式(a)、鋼筋混凝土擋土墻(b)、錨桿擋土墻(c)、二、重力式擋土墻的設(shè)計(jì)與施工1.擋土墻的基拙埋置深度及構(gòu)造要求(1)埋置深度：一般不應(yīng)小于0.5m。(2)構(gòu)造要求：基礎(chǔ)的寬度與墻高之比約為1/2～2/3；應(yīng)設(shè)置泄水孔，其間距宜取2～3m，外斜5%，孔眼尺寸≥100mm。

2.擋土墻的計(jì)算(1)作用在擋土墻上的力土壓力基底反力墻體自重(2)截面尺寸的選取及驗(yàn)算擋土墻的斷面尺寸用試算的方法確定；驗(yàn)算通常應(yīng)包括抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算、抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算、地基土承載力的驗(yàn)算、墻身應(yīng)力驗(yàn)算，其中墻身應(yīng)力驗(yàn)算根據(jù)墻體材料及有關(guān)規(guī)范方法進(jìn)行（3)抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算

若驗(yàn)算結(jié)果不能滿是要求時(shí)，可按以下措施處理：1)增大擋土墻斷面尺寸，使G增大，但工程量也相應(yīng)增大。2)加大3)墻背做成仰斜，可減小土壓力。4)在擋土墻垂直墻背上做卸荷臺(tái)，(4)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算

若驗(yàn)算不能滿足式要求，可采取以下措施加以解決：

1)修改擋土墻斷面尺寸，以加大G值。

2)墻基底面做成砂、石墊層，以提高產(chǎn)值。

3)墻底做成逆坡，利用滑動(dòng)面上部分反力來抗滑。

4)在軟土地基上，其他方法無效或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可在墻踵后加拖板，利用拖板上的土重來抗滑。拖板與擋土墻之間應(yīng)用鋼筋連