《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》教案 教學(xué)設(shè)計 第13次 土壓力

福建船政交通職業(yè)學(xué)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(shù)2章節(jié)名稱擋土墻土壓力計算教學(xué)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(xué)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(xué)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(bǔ)充刪節(jié)內(nèi)容無教學(xué)媒體板書課后分析復(fù)習(xí)舊課，導(dǎo)入新課：（時間）10’土體強(qiáng)度的概念，直接剪切實驗，如何確定土的抗剪強(qiáng)度，不同實驗條件下的三種直剪試驗方法。理論公式法及設(shè)計規(guī)范法確定地基容許承載力。教學(xué)過程（時間）100’教學(xué)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(jié)構(gòu)物加以支擋，擋土墻是最常用的支擋結(jié)構(gòu)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(nèi)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(chǎn)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(zhuǎn)動時，測得土壓力數(shù)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(dāng)擋土墻靜止不動時，墻后土體由于墻的側(cè)限作用而處于靜止?fàn)顟B(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(dāng)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(xiàn)剪應(yīng)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(dāng)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(xiàn)剪應(yīng)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(qiáng)度Po=KoγZKo—靜止土壓力系數(shù)。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(jié)構(gòu)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(yīng)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(dāng)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(cè)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(dāng)β=0，α=0，δ=0時，代入μa公式，符合朗金理論。（2） 土壓力強(qiáng)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(qiáng)度σ1=rhsKa=qKa墻底土壓力強(qiáng)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(zhì)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(chǎn)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(qiáng)度降低。二、土坡穩(wěn)定分析穩(wěn)定性用穩(wěn)定安全系數(shù)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(shù)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(zhì)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(cè)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(jié)，簡化公