《土力学与地基基础》课程电子教案（PPT教学课件）第六章 土压力、地基承载力和土坡稳定

第六章 土压力、地基承载力 和土坡稳定

1 第六章 土压力、地基承载力 和土坡稳定

支撑建筑物 6.1概述 周围填土的构物[桥台 挡土墙 隧道 边坡挡 土墙 基坑围 护结构 码头 图61挡墙应用举例

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挡土构筑物都承受着来自与土体接触面的侧向土压力 土压力:土体作用在挡土墙上的压力称为土压力,也就是作 用在挡土墙上的侧向压力的总称 引起侧向压力的主要荷载包括 、土体自重; 2、水压力 3、外荷载一建筑物荷载、施工荷载、地震荷载。 令地基承载力:地基单位面积上承受荷载的能力。 令土坡:土坡包括天然土坡和人工土坡,天然土坡是指天然形 成的山坡和江河湖海的岸坡,人工土坡则是指人工开挖基坑、 基槽、路堑或填筑路堤、土坝形成的边坡。土坡可能岀现局 部土体滑动而丧失稳定性

3 ❖ 挡土构筑物都承受着来自与土体接触面的侧向土压力。 ❖ 土压力：土体作用在挡土墙上的压力称为土压力，也就是作 用在挡土墙上的侧向压力的总称。 ❖ 引起侧向压力的主要荷载包括： 1、土体自重； 2、水压力； 3、外荷载—建筑物荷载、施工荷载、地震荷载。 ❖ 地基承载力：地基单位面积上承受荷载的能力。 ❖ 土坡:土坡包括天然土坡和人工土坡，天然土坡是指天然形 成的山坡和江河湖海的岸坡，人工土坡则是指人工开挖基坑、 基槽、路堑或填筑路堤、土坝形成的边坡。土坡可能出现局 部土体滑动而丧失稳定性

主动土压力:挡被动土压力:挡土墙在压力:挡士墙静 向离开土体方向订外力作用下,向土体方墙后土体处于 至墙后土体达到向偏移至墙后土体达到衡状态(静止状 状态时,作用在斗平衡状态时,作用在墙,作用在墙背上 上的土压力 背上的土压力。 力。 E E 图62挡土墙的三种土压力 (a)主动土压力;(b)被动土压力;(c)静止土压力

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令挡土墙达到被动土压 力所需的位移远大于 达到主动士压力所需 的位移。 墙向前移动 墙向填士方向移动 ◆比较:Ea、E0和 Ep大小。 图63土压力与挡土墙位移的关系 E<E <E

5 ❖ 挡土墙达到被动土压 力所需的位移远大于 达到主动土压力所需 的位移。 ❖ 比较：Ea、E0和 ❖ Ep大小。 Ea  Eo  EP

静止土压力计算 冷1、计算公式:2、土压力分布:沿墙高呈 冷0=kx 角形分布。 大小:E=2形(单位墙长) k0=1-smy作用点:距墙底h/3 方向:水平指向挡土墙 foTH +y"2) 图64静止土压力的分布 a)均匀土时;b)有地下水时 6

6 ❖ 静止土压力计算 ❖ 1、计算公式： 2、土压力分布：沿墙高呈 ❖ 三角形分布。 ❖ 大 小： (单位墙长） ❖ 作用点：距墙底 h/3 ❖ 方 向：水平指向挡土墙 图6.4 静止土压力的分布 a）均匀土时；b）有地下水时

÷6.3朗金土压力理论 ÷631基本概念 在半无限土体中,取距地表深度为z的微元 体进行研究。在静态平衡时该土体受力为: zyz,ax=kyz,其应力圆为O1

7 ❖ 6.3 朗金土压力理论 ❖ 6.3.1基本概念 ❖ 在半无限土体中，取距地表深度为z的微元 体进行研究。在静态平衡时该土体受力为： σz= γz ，σx = k0γz ，其应力圆为O1

冷1、朗金主动状态。保持2yz不变,σ减小至 压力圆与强度曲线相切,此时土体处于极限平衡状 态,σ最小,而σ最大,土体滑动面与水平面呈 45°+q/2角度。 即:σ3 102Yz 45 45

8 ❖ 1、朗金主动状态。保持σz= γz 不变， σx 减小至 压力圆与强度曲线相切，此时土体处于极限平衡状 态， σx 最小，而σz最大，土体滑动面与水平面 呈 45O+φ/2 角度。 ❖ 即： σ3＝ σx ， σ1＝ σz= γz

冷2、朗金被动状态。保持Gyz不变,∝增 大至应力圆与强度曲线相切,此时土体处于 极限平衡状态,σx最大,而G2最小,土体 滑动面与水平面呈4590-9/2角度 即:σ1=σX,03=02=yz ◆朗金理论假设条件: 表面水平的半无限土体,处于极限平衡状 态。若将垂线AB左侧的土体,换成虚设的墙 背竖直光滑的挡土墙,如图所示。则作用在 此挡土墙上的土压力,等于原来土体作用在 AB竖直线上的水平法向应力

9 ❖ 2、朗金被动状态。保持σz= γz 不变， σx 增 大至应力圆与强度曲线相切，此时土体处于 极限平衡状态， σx 最大，而σz最小， 土体 滑动面与水平面 呈45O－φ/2 角度。 ❖ 即： σ1＝ σx ， σ3＝ σz= γz 。 ❖ 朗金理论假设条件： ❖ 表面水平的半无限土体，处于极限平衡状 态。若将垂线AB左侧的土体，换成虚设的墙 背竖直光滑的挡土墙，如图所示。则作用在 此挡土墙上的土压力，等于原来土体作用在 AB竖直线上的水平法向应力

假设条件 表面水平的半无限土体,处于极限平衡状态。若将 垂线AB左侧的土体,换成虚设的墙背竖直光滑的 挡土墙,如图所示。则作用在此挡土墙上的土压力, 等于原来土体作用在 NIAA AB竖直线上的水平法向应 力。 1)挡土墙的墙背直立、 冷光滑; 虚构挡土墙 令2)挡土墙后填土表面 冷水平。 图67朗金假设 10

10 ❖ 假设条件 ❖ 表面水平的半无限土体，处于极限平衡状态。若将 垂线AB左侧的土体，换成虚设的墙背竖直光滑的 挡土墙，如图所示。则作用在此挡土墙上的土压力， 等于原来土体作用在 ❖ AB竖直线上的水平法向应 ❖ 力。 ❖ 1）挡土墙的墙背直立、 ❖ 光滑； ❖ 2）挡土墙后填土表面 ❖ 水平