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1、3.扶壁式挡土墙4.锚定板式和锚杆式挡土墙墙趾墙踵扶壁墙板锚定板基岩锚杆第1页/共65页给土压力下定义：通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力。E第2页/共65页垮塌的重力式挡墙第3页/共65页垮塌的护坡挡墙第4页/共65页失稳的立交桥加筋土挡土墙第5页/共65页悬臂式挡土墙第6页/共65页重力式挡土墙第7页/共65页加筋式挡土墙第8页/共65页静止压力被动土压力主动土压力土压力土压力类型6.2 作用在挡土墙上的土压力第9页/共65页E0H静止土压力的分布第10页/共65页6.3 朗金土压力理论 朗肯土压力理论的假设：1.挡土墙背面竖直 2.墙背光滑 3.墙后填土面水平第1
2、1页/共65页0 zK0 z弹性平衡状态时的莫尔圆自重应力竖直截面上的法向应力6.3.1 朗金土压力类型第12页/共65页 1.土体在水平方向伸展 单元体在水平截面上的法向应力z不变，而竖直截面上的法向应力x却逐渐减小，直至满足极限平衡条件（称为主动朗肯状态）。0 zK0 za主动朗肯状态时的莫尔圆第13页/共65页 2.土体在水平方向压缩 单元体在水平截面上的法向应力z不变而竖直截面上的法向应力x却逐渐增大，直至满足极限平衡条件（称为被动朗肯状态）。0 zK0 zp被动朗肯状态时的莫尔圆第14页/共65页0 zK0 zap三种状态时的莫尔圆绿色圆代表静止土压力状态蓝色圆代表主动土压力状态黑色
3、圆代表被动土压力状态第15页/共65页 1.无粘性土一、土体的极限平衡状态6.3.2 朗金土压力计算第16页/共65页 2.粘性土第17页/共65页 1.无粘性土二、主动土压力计算第18页/共65页EaH无粘性土的主动土压力强度分布图第19页/共65页 2.粘性土临界深度第20页/共65页EaH粘性土的主动土压力强度分布图adebc第21页/共65页三、被动土压力计算 1.无粘性土合力：第22页/共65页Ep无粘性土的被动土压力强度分布图H第23页/共65页 2.粘性土合力：第24页/共65页Ep粘性土的被动土压力强度分布图第25页/共65页6.3 库仑土压力理论 6.3.1 库仑土压力简介库
4、伦土压力理论的基本假设：1.墙后的填土是理想的散粒体（粘聚力c=0）；2.当墙体产生一定位移时，墙后土体将形成破裂体，并沿着墙背和破裂面滑动。3.滑动破坏面为一通过墙踵的平面。4.当开始发生滑动时，土体处于极限平衡状态，破裂体在自重、墙背反力和破裂面反力作用下维持平衡。5.挡土墙及破裂体均视为刚体。第26页/共65页一、主动土压力 按库伦理论求主动土压力WREWREACB6.3.2 库仑土压力计算第27页/共65页 作用于土楔上的力：1.土楔体的自重 ；2.破坏面上的反力R；3.墙背对土楔体的反力E；由土楔体的静力平衡条件得：作用在墙背上的土压力第28页/共65页库伦主动土压力的一般表达式：或
5、简写为：Emax所对应的挡土墙后填土的破坏角 cr，即为真正滑动面的倾角。第29页/共65页 库伦主动土压力强度沿墙高呈三角形分布，主动土压力的作用点在距墙底H/3处。当墙背垂直、光滑，填土面水平时，库伦主动土压力的一般表达式与朗肯公式相同。第30页/共65页二、被动土压力 按库伦理论求被动土压力WREWREACB第31页/共65页 按求主动土压力同样的原理可求得被动土压力的库伦公式为：或简写为：第32页/共65页 库伦被动土压力强度沿墙高呈三角形分布，被动土压力的作用点在距墙底H/3处。当墙背垂直、光滑，填土面水平时，库伦被动土压力的一般表达式与朗肯公式相同。第33页/共65页 6.4 土压
6、力计算方法的一些问题朗肯理论与库伦理论的比较 1.朗肯土压力理论：（1）依据：半空间的应力状态和土的极限平衡条件 （2）概念明确、计算简单、使用方便 （3）理论假设条件 （4）理论公式直接适用于粘性土和无粘性土 （5）由于忽略了墙背与填土之间的摩擦，主动土压 力偏大，被动土压力偏小。为什么？第34页/共65页 2.库伦土压力理论：（1）依据：墙后土体极限平衡状态、楔体的静力平 衡条件 （2）理论假设条件 （3）理论公式仅直接适用于无粘性土 （4）考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背 倾斜，填土面倾斜的情况。但库伦理论假设破 裂面是一平面，与按滑动面为曲面的计算结果 有出入。第35页/共65
7、页5.4 地基破坏型式和地基承载力整体剪切破坏局部剪切破坏冲剪破坏5.4.1 地基破坏型式第36页/共65页 1.整体剪切破坏 整体剪切破坏型式的压力沉降关系曲线ps0线性变形阶段弹塑性变形阶段塑性破坏阶段第37页/共65页整体剪切破坏oPSPcrpuab临塑荷载极限荷载第38页/共65页整体剪切破坏出现了连续滑动面地表面出现了明显的隆起上部结构荷载第39页/共65页 2.局部剪切破坏 sp局部剪切破坏型式的压力沉降关系曲线0压力和沉降关系曲线从一开始就呈现非线性关系第40页/共65页局部剪切破坏上部结构荷载未出现连续滑动面地表隆起不明显第41页/共65页 3.冲剪破坏ps冲剪破坏型式的压力沉
8、降关系曲线0无明显的转折现象第42页/共65页冲剪破坏第43页/共65页地基承载力临塑荷载pcr地基极限承载力pu5.4.2 地基承载力第44页/共65页地基承载力：是指地基承受荷载的能力临塑荷载：指地基土中将要而尚未出现塑性变形区时的基地压力。地基极限承载力：地基承受基础荷载的极限压力注解：地基承载力的大小一般介于临塑荷载和极限承载力之间，认为是地基中出现一定的塑性区之后所对相应的状态。而地基承载力设计值是对极限承载力的一种折减。引出的概念：地基承载力的安全度，地基承载力通过将极限承载力除以一个安全系数K得到，K一般取值23，其物理意义：一种安全储备。第45页/共65页确定地基承载力的方法静
9、荷试验或其他原位试验规范查表方法理论公式方法三类方法确定地基承载力不可能完全相同，尚需结合区域地质条件参照经验综合确定课本72页建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）中取消了地基承载力特征值表之后，各地有必要建立地方性的地基承载力表。第46页/共65页按塑性开展深度确定地基承载力解题思路：依据弹性理论求出地基任意点自重应力和附加应力的表达式，再应用极限平衡条件推求塑性区边界方程，从而通过限定塑性开展区的最大深度获得地基承载力公式。第47页/共65页按塑性开展深度确定地基承载力参见课本59页，公式3.37第48页/共65页按塑性开展深度确定地基承载力第49页/共65页按塑性开展深度确
10、定地基承载力将大小主应力代入上式第50页/共65页按塑性开展深度确定地基承载力不必描绘整个塑性区得边界，只需知道塑性展开区相对该基底压力P的最大深度。利用导数求解推出如下关系式第51页/共65页按塑性开展深度确定地基承载力代入右式第52页/共65页按塑性开展深度确定地基承载力上式由三项组成，每一项的常量部分可以看作是本项的系数第53页/共65页按塑性开展深度确定地基承载力第54页/共65页按塑性开展深度确定地基承载力第55页/共65页按塑性开展深度确定地基承载力写成统一的形式，有：参加课本144页，公式6.47，即为太沙基公式第56页/共65页土坡滑动的定义定义：土坡在一定范围内整体地沿着某一
11、滑动面向下或者向外滑动而丧失其稳定性的现象。（参见下一页图片）土坡的失稳的因素6.6 土坡稳定6.6.1 土坡稳定性简介第57页/共65页滑坡的位置第58页/共65页的因素影响土坡失稳内因：土体自身抗剪强度的降低外因：剪应力的增加第59页/共65页坡底坡脚坡面坡肩坡顶坡高简单土坡坡角土坡的顶面和底面都是水平的，并伸至无穷远，土坡由均质土组成。第60页/共65页1.无粘性土坡稳定性分析 6.6.2 简单土坡的稳定性分析无粘性土的简单土坡第61页/共65页抗滑力为抗滑力与滑动力之比称为稳定安全系数K滑动力为一般要求K1.251.30。第62页/共65页 2.粘性土的土坡稳定分析条分法 第63页/共65页各土条对滑弧圆心的抗滑力矩和滑动力矩 滑动土体分为若干垂直土条土坡稳定安全系数 一般要求K=1.201.30abcdiiOCRABHTiQiGiNicili第64页/共65页感谢您的观看！第65页/共65页