1、土力学地基基础 岩土工程教研组 20110 土力学地基基础 岩土工程教研组 20111 5.1 概概 述述 峨眉山山体 滑坡正在抢 修 土力学地基基础 岩土工程教研组 20112 土力学地基基础 岩土工程教研组 20113 土力学地基基础 岩土工程教研组 20114 土力学地基基础 岩土工程教研组 20115 广州地铁附近工地塌方广州地铁附近工地塌方 两楼房倾斜墙体开裂两楼房倾斜墙体开裂 土力学地基基础 岩土工程教研组 20116 北京地铁十号线3.28滑坡事例 土力学地基基础 岩土工程教研组 20117 土力学地基基础 岩土工程教研组 20118 边坡防护网边坡防护网 土力学地基基础 岩土工
2、程教研组 20119 山区、丘陵地区及高差较大的建筑物场地，常用挡土墙抵挡山区、丘陵地区及高差较大的建筑物场地，常用挡土墙抵挡 土体的坍塌。例如：填方用的挡土墙、桥台、围护桩、矿石堆土体的坍塌。例如：填方用的挡土墙、桥台、围护桩、矿石堆 挡墙。挡墙。 土力学地基基础 岩土工程教研组 201110 土力学地基基础 岩土工程教研组 201111 挡土墙分类挡土墙分类 (a)重力式挡土墙 (b)悬臂式挡土墙 (c)扶壁式挡土墙(d)锚杆、 锚定板挡土墙 (e)板桩墙 土力学地基基础 岩土工程教研组 201112 土力学地基基础 岩土工程教研组 201113 土力学地基基础 岩土工程教研组 20111
3、4 土力学地基基础 岩土工程教研组 201115 土力学地基基础 岩土工程教研组 201116 挡 土 结 构 物 及 其 土 压 力 挡土墙在选材、定型、选填料后，设计荷载是挡土墙背 上的土压力土压力。土压力的类型、大小、方向和分布与挡墙的 高度、墙背形状、倾斜度、粗糙度以及填料物理力学性质、 填土面的坡度及荷载（超载）有关，还与支撑或拉锚的位 置及填土的施工方法有关。 土力学地基基础 岩土工程教研组 201117 土压力土压力：墙后填土对墙背的侧向压力。 重要影响因素：挡土墙的位移和方向。 土压力计算理论：朗金和库仑 理论 两种理论各有不同的假定、简化和适用性，但一个世纪 的实践和研究表明
4、，二者均为计算土压力的合适的方法。 其它理论：楔体试算、广义库仑理论、塑性理论、加筋挡 土墙的计算理论等。 土力学地基基础 岩土工程教研组 201118 n土压力类型土压力类型 1 1、静止土压力、静止土压力E0 土压力作用下，墙身不产生变形、土压力作用下，墙身不产生变形、 位移（保持原来位置），填土处于弹位移（保持原来位置），填土处于弹 性平衡状态（性平衡状态（ ）此时称墙背）此时称墙背 所受的土压力为所受的土压力为E0 。 实例：地下室外墙（楼板支撑下不实例：地下室外墙（楼板支撑下不 发生位移）发生位移） Eo o 被动土压力被动土压力主动土压力主动土压力静止土压力静止土压力 土压力土压力
5、 f 土力学地基基础 岩土工程教研组 201119 n2.2.主动土压力主动土压力Ea n在土压力作用下，挡土墙在土压力作用下，挡土墙 离开土体向前位移至一定离开土体向前位移至一定 数值，墙后土体达到主动数值，墙后土体达到主动 极限平衡状态时，作用在极限平衡状态时，作用在 墙背的土压力墙背的土压力 n3.3.被动土压力被动土压力Ep n在外力作用下，挡土墙推在外力作用下，挡土墙推 挤土体向后位移至一定数挤土体向后位移至一定数 值，墙后土体达到被动极值，墙后土体达到被动极 限平衡状态时，作用在墙限平衡状态时，作用在墙 上的土压力上的土压力 滑裂面滑裂面 Ea Ep 滑裂面滑裂面 土力学地基基础
6、岩土工程教研组 201120 n4.4.三种土压力之间的关系三种土压力之间的关系 - -+ + + + - - E o ap Ea Eo o Ep n对同一挡土墙，在填土的物对同一挡土墙，在填土的物 理力学性质相同的条件下理力学性质相同的条件下有有 以下规律：以下规律： nEa E o Ep 土力学地基基础 岩土工程教研组 201121 1挡土墙的位移挡土墙的位移 挡土墙的位移挡土墙的位移 (或转动或转动)方向和位移量的大小，是影响土压力性方向和位移量的大小，是影响土压力性 质的大小的最主要因素。如前所述。质的大小的最主要因素。如前所述。 2挡土墙形状挡土墙形状 挡土墙墙面形状，墙背为竖直或是
7、倾斜、墙背为光滑或粗糙，挡土墙墙面形状，墙背为竖直或是倾斜、墙背为光滑或粗糙， 都关系采用何种土压力计算理论公式和计算结果。都关系采用何种土压力计算理论公式和计算结果。 3填土的性质填土的性质 挡土墙后填土的性质包括：填土松密程度即重度、干湿程度即挡土墙后填土的性质包括：填土松密程度即重度、干湿程度即 含水量、土的强度指标即内摩擦角和粘聚力的大小。含水量、土的强度指标即内摩擦角和粘聚力的大小。 4挡土墙的材料挡土墙的材料 如挡土墙的材料采用素混凝土和钢筋混凝土，可认为墙的表面如挡土墙的材料采用素混凝土和钢筋混凝土，可认为墙的表面 光滑，不计摩擦力；若为砌石挡土墙，就必须计摩擦力，因而光滑，不计
8、摩擦力；若为砌石挡土墙，就必须计摩擦力，因而 土压力的大小和方向都不相同。土压力的大小和方向都不相同。 5.2 静止土压力的计算静止土压力的计算 地下室外墙、地下水池侧壁、涵洞的侧墙等不产生地下室外墙、地下水池侧壁、涵洞的侧墙等不产生位移位移 的的挡土构筑物可按静止土压力计算挡土构筑物可按静止土压力计算。 （类似用挡土墙代替（类似用挡土墙代替 另一半空间的土体）另一半空间的土体） 作用在挡土结构背面的静止土压力可视为天然土层水平向作用在挡土结构背面的静止土压力可视为天然土层水平向 自重应力自重应力0 1、水平侧压力强度（应该要求墙背垂直、光滑）、水平侧压力强度（应该要求墙背垂直、光滑） k0静
9、止土压力系数或按经验公式计算静止土压力系数或按经验公式计算 zkk z 000 土力学地基基础 岩土工程教研组 201122 土力学地基基础 岩土工程教研组 201123 z 0 z 0 0 E H 0 KH 半无限体 墙背光滑 竖向应力 z z 水平应力 00z K 0 Kz 侧压力系数 弹性力学 经验公式 0 1 K 0 1 sinK 土力学地基基础 岩土工程教研组 201124 K0h z K0z oo KhE 2 2 1 z h/3 静止土压力静止土压力 系数系数 静止土压力分布静止土压力分布: 土压力作用点土压力作用点: : 三角形分布三角形分布 距墙底距墙底h/ /3 土力学地基基
10、础 岩土工程教研组 201125 z=z xK0z z p paKaz p ppKpz 增加增加 减小减小 假定假定： n1.1.挡土墙背垂直、光滑挡土墙背垂直、光滑 n2.2.填土表面水平填土表面水平 n3.3.墙体为刚性体墙体为刚性体 n4.4.墙后各点均处于极限平衡状态墙后各点均处于极限平衡状态 n主要分析主要分析：在不同的极限状态时，：在不同的极限状态时， cz与与x是如何转化为相应的大小是如何转化为相应的大小 主应力主应力1、3 5.3 朗金（Rankine）土压力理论 一、基本概念一、基本概念 弹性半空间土体表面深度弹性半空间土体表面深度Z处，土的竖向自重应力和水平应力为处，土的竖
11、向自重应力和水平应力为 zk z cx cz 0 土力学地基基础 岩土工程教研组 201126 p pap pp f zK0z f =c+ tan 土体处于土体处于 弹性平衡弹性平衡 状态状态 主动极限主动极限 平衡状态平衡状态 被动极限被动极限 平衡状态平衡状态 水平方向均匀压缩水平方向均匀压缩 伸展伸展压缩压缩 主动朗主动朗 肯状态肯状态 被动朗被动朗 肯状态肯状态 水平方向均匀伸展水平方向均匀伸展 处于主动朗肯状态，处于主动朗肯状态，1 1方向竖直，剪切方向竖直，剪切 破坏面与竖直面夹角为破坏面与竖直面夹角为4545o o- - /2/2 4545o o- - /2/24545o o /
12、2/2 处于被动朗肯状态，处于被动朗肯状态，3 3方向竖直，剪切方向竖直，剪切 破坏面与竖直面夹角为破坏面与竖直面夹角为4545o o /2/2 二、主动土压力二、主动土压力Ea 挡土墙符合前述假定挡土墙符合前述假定 时，据时，据极限平衡条件极限平衡条件 强度理论中大小主应强度理论中大小主应 力的关系：力的关系： 土力学地基基础 岩土工程教研组 201127 )45( )45(2)45( 2 2 13 22 2 13 tg tgctg 无粘性土 粘性土 朗肯主动土朗肯主动土 压力系数压力系数 土力学地基基础 岩土工程教研组 201128 aa KHE 2 2 1 aa ZKp 无粘性土无粘性土
13、 aaa KcZKp2 粘性土粘性土 )2)( 2 1 0aaa KcHKzHE 3 0 zH 土力学地基基础 岩土工程教研组 201129 三、被动土压力三、被动土压力Ep 极限平衡条件极限平衡条件 2 45tan2 2 45tan2 31 oo c 朗肯被动土压朗肯被动土压 力系数力系数 ppp KczKp2 朗肯被动土压力强度朗肯被动土压力强度 土力学地基基础 岩土工程教研组 201130 pp ZKp 无粘性土无粘性土 ppp KcZKp2 粘性土粘性土 pp KHE 2 2 1 ppp KcHKHE2 2 1 2 土力学地基基础 岩土工程教研组 201131 n【例】有一挡土墙，高有
14、一挡土墙，高6 6米，墙背直立、光滑，墙后填土面水平。米，墙背直立、光滑，墙后填土面水平。 填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力如下图所示填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力如下图所示 ，求主，求主 动土压力及其作用点，并绘出主动土压力分布图动土压力及其作用点，并绘出主动土压力分布图 h=6m =17kN/m=17kN/m3 c=8kPa=8kPa =20=20o o 土力学地基基础 岩土工程教研组 201132 【解答解答】 主动土压力系数主动土压力系数 49. 0 2 45tan 2 o a K 墙底处土压力强度墙底处土压力强度 kPaKchKp aaa 8.382 临界深度临界深度
15、mKcz a 34.1)/(2 0 主动土压力合力主动土压力合力mkNKchKzhE aaa /4 .902/ )2)( 0 主动土压力作用点主动土压力作用点 距墙底的距离距墙底的距离 mzh55. 1)(3/1 ( 0 2cKa z0 Ea (h-z0)/3 6m6m hKa-2cKa 墙顶处土压力强度墙顶处土压力强度 )(20.112kpakczkp aaa 5.4 几种情况下的土压力计算几种情况下的土压力计算 土力学地基基础 岩土工程教研组 201133 n1.1.填土表面有连续均布荷载填土表面有连续均布荷载 填土表面深度填土表面深度z z处竖向应力为处竖向应力为(q+(q+z) ) 相
16、应主动土压力强度相应主动土压力强度 aaa KcKqzp2)( A A点土压力强度点土压力强度（以无粘性土为例） aaA qKp B B点土压力强度点土压力强度 aaB Kqhp)( zq h A B z z q 总土压力强度总土压力强度 ppp aaa qhKKhP qhKKhP 2 2 2 1 2 1 土力学地基基础 岩土工程教研组 201134 n2.2.成层填土情况成层填土情况（以无粘性土为例） 1 1， 1 1 2 2， 2 2 3 3， 3 3 Pa1 a1上上 Pa1 a1下下 pa2 a2上上 Pa3 a3上上 pa2 a2下下 Pa3 a3下下 挡土墙后有几层不同类的土挡土墙
17、后有几层不同类的土 层，先求竖向自重应力，然层，先求竖向自重应力，然 后乘以后乘以该土层该土层的主动土压力的主动土压力 系数，得到相应的主动土压系数，得到相应的主动土压 力强度力强度 h1h2h3 0 1 上a p 1111aa Khp 下 2112aa Khp 上 222112 )( aa Khhp 下 322113 )( aa Khhp 上 33322113 )( aa Khhhp 下 说明：说明：合力大小为分布图形合力大小为分布图形 的面积，作用点位于分布图的面积，作用点位于分布图 形的形心处形的形心处 土力学地基基础 岩土工程教研组 201135 n3.3.墙后填土存在地下水墙后填土存
18、在地下水（以无粘性土为例） A B C (h1+ h2)Ka wh2 挡土墙后有地下水时，作挡土墙后有地下水时，作 用在墙背上的土侧压力有用在墙背上的土侧压力有 土压力土压力和和水压力水压力两部分，两部分， 地下水位以下的采用浮重地下水位以下的采用浮重 度计算。度计算。作用在墙背的总作用在墙背的总 压力为土压力和水压力之压力为土压力和水压力之 和，作用点在合力分布图和，作用点在合力分布图 形的形心处形的形心处 0 aA p A点点 B点点 aaB Khp 1 C点点 aaaC KhKhp 21 土压力强度土压力强度 水压力强度水压力强度 B点点0 wB p C点点2 hp wwC h1h2 h
19、 土力学地基基础 岩土工程教研组 201136 【例例】挡土墙高挡土墙高10m10m，墙背直立、光滑，墙后填土面水平，墙背直立、光滑，墙后填土面水平， 共分两层。各层的物理力学性质指标如图所示，试求主动共分两层。各层的物理力学性质指标如图所示，试求主动 土压力土压力Ea，并绘出土压力分布图，并绘出土压力分布图 h=10m 1 1=18kN/m=18kN/m3 c1 1=0=0 1 1=30=30o o 2 2=20kN/m=20kN/m3 c2 2=0=0 2 2=35=35o o h1 =6mh2 =4m Ka1 10.3330.333 Ka2 20.2710.271 q=20KPa 土力学
20、地基基础 岩土工程教研组 201137 【解答解答】 h=10m h1=6mh2=4m kpazKqKp aaa 67. 6 1111 上 kPaKhqKp aaa 62.42 11111 下 kPaKhqKp aaa 69.34 21122 上 kPaKhhqp aa 37.56)( 222112 下 主动土压力合力主动土压力合力mkNEa/00.330 42.62kPa42.62kPa 34.69kPa34.69kPa 56.37kPa56.37kPa 6.67kPa6.67kPa 5.5 库伦土压力理论库伦土压力理论 土力学地基基础 岩土工程教研组 201138 一、库仑土压力基本假定一
21、、库仑土压力基本假定 n1.墙后的填土是理想散粒体 c= 0 n2.滑动破坏面为通过墙踵的平面 n3.滑动土楔为一刚塑性体，本身无变形 n二、库仑主动土压力二、库仑主动土压力 墙向前移动或转动时，墙后土体沿某一破坏面BM破坏，土 楔ABM处于主动极限平衡状态 q 理论：挡土墙背离土体移动或推向土体,达到极限平衡状 态,根据土楔ABM的静力平衡条件，可求得主动和被动土压 力。 土力学地基基础 岩土工程教研组 201139 土楔受力情况： n3.墙背对土楔的反力E,大小未知，方 向与墙背法线夹角为 n1.土楔自重G=ABM,方向竖直向下 n2. 破坏面为BM上的反力R,大小未知， 方向与破坏面法线
22、夹角为 G h M A B q q ER 土楔在三力作用下，静力平衡 )cos()sin(cos )sin()cos()cos( 2 1 2 2 qq qq hE 二、主动土压力Ea 楔体向下滑动，处于楔体向下滑动，处于 极限平衡极限平衡 1、重力、重力G_由三角由三角 关系确定滑动楔体的关系确定滑动楔体的 重力重力 土力学地基基础 岩土工程教研组 201140 土力学地基基础 岩土工程教研组 201141 滑裂面是任意给定的，不同滑裂面得到一系列土压力E， E是的函数，E的最大值Emax，即为墙背的主动土压力Ea， 所对应的滑动面即是最危险滑动面 2 2 2 2 )cos()cos( )si
23、n()sin( 1)cos(cos )(cos 2 1 hEa aa KhE 2 2 1 库仑主动土压 力系数，查表 确定 土对挡土墙背的摩擦 角，根据墙背光滑， 排水情况查表确定 土力学地基基础 岩土工程教研组 201142 aa a a zKKz dz d dz dE p 2 2 1 主动土压力强度 主动土压力强度沿墙高呈三角形 分布，合力作用点在离墙底h/3 处，方向与墙背法线成。 h hKa h A M B Ea h/3 说明：说明：土压力强度 分布图只代表强度 大小，不代表作用 方向 aa KhE 2 2 1 主动土压力合力 三、被动土压力三、被动土压力Ep 土力学地基基础 岩土工程
24、教研组 201143 土力学地基基础 岩土工程教研组 201144 p p Kh hE 2 2 2 2 2 2 1 coscos sin)sin( 1coscos cos 2 1 2 2 2 coscos sin)sin( 1coscos cos p K 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。 土力学地基基础 岩土工程教研组 201145 v 朗肯理论与库伦理论的比较朗肯理论与库伦理论的比较 1. 1. 朗肯土压力理论：朗肯土压力理论： （ 1 ）依据：半空间的应力状态和土
25、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。 2. 2. 库伦土压力理论：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。 5.6 挡土墙的设计 挡土墙设计包括墙型选择、稳定性验算、地基承载力验算、 墙身材料强
26、度验算以及一些设计中的构造要求和措施。 选型原则：选型原则： 挡土墙用途，高度，重要性 建筑场地的地形与地质条件 尽量就地取材，因地制宜 安全，经济 土力学地基基础 岩土工程教研组 201146 土力学地基基础 岩土工程教研组 201147 一、挡土墙类型一、挡土墙类型 n1.重力式挡土墙 块石或素混凝土砌筑而成，靠自 身重力维持稳定，墙体抗拉、抗 剪强度都较低。墙身截面尺寸大， 一般用于低挡土墙。 n2.悬臂式挡土墙 钢筋混凝土建造，立臂、墙趾悬臂和 墙踵悬臂三块悬臂板组成，靠墙踵悬 臂上的土重维持稳定，墙体内拉应力 由钢筋承担，墙身截面尺寸小，充分 利用材料特性，市政工程中常用 墙顶墙顶
27、墙基墙基 墙趾墙趾 墙面墙面 墙背墙背 墙趾墙趾墙踵墙踵 立壁立壁 钢筋钢筋 土力学地基基础 岩土工程教研组 201148 针对悬臂式挡土墙立臂受力后弯矩 和挠度过大缺点，增设扶壁，扶壁 间距（0.81.0）h，墙体稳定靠 扶壁间填土重维持 钢筋混凝土柱、墙面、钢拉杆钢筋混凝土柱、墙面、钢拉杆 、 锚定板锚定板 依靠填土与结构的相互作用力（摩阻力）维持自身的稳依靠填土与结构的相互作用力（摩阻力）维持自身的稳 定定 优点（较重力式）优点（较重力式）结构轻、柔性大、工程量结构轻、柔性大、工程量 少、造价低、施工方便，特别适用于少、造价低、施工方便，特别适用于 地基承载力不大的地区。地基承载力不大的
28、地区。 其它型式的挡土结构其它型式的挡土结构 混合式挡土墙、构架式挡土墙、板桩墙、加筋土挡土墙、土 工合成材料挡土墙 土力学地基基础 岩土工程教研组 201149 二、挡土墙的计算二、挡土墙的计算 主要介绍重力式挡墙 有一定的埋深0.5m 截面尺寸一般按试算法：先凭经验假定后验算。 挡土墙顶宽约为0.5米，底宽约为（1/22/3）H 作用在挡土墙上的荷载：土压力Ea（主动）和自重G（挡土 墙上的 被动土压力 可以忽略不计，偏于安全） 土力学地基基础 岩土工程教研组 201152 土力学地基基础 岩土工程教研组 201153 1.稳定性验算：抗倾覆稳定和抗滑稳定 2.地基承载力验算 （一）挡土墙
29、计算内容 3.墙身强度验算 q抗倾覆稳定验算 zf Ea Eaz Eax G 0 抗倾覆稳定条件 )cos( aaz EE )sin( aax EE cotzbx f 0 tanbzz f 挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾O 点向外倾覆 O x0 xf b z 6 . 1 0 2 1 fax faz zE xExG M M t K 倾覆力矩 抗倾覆力矩 验算不满足时的处理措施 增大挡土墙断面尺寸（使G增大，但工程量也大） 加大x0（墙趾过长，可能需配筋） 墙背仰斜（减小土压力） 在挡土墙垂直墙背上做卸载台 土力学地基基础 岩土工程教研组 201154 土力学地基基础 岩土工程教研组 201155
30、 q抗滑稳定验算 抗滑稳定条件 0 cosGGn )cos( 0 aan EE Ea Ean Eat G Gn Gt 0 O 挡土墙在土压力作用下可能沿基础 底面发生滑动 0 sinGGt )sin( 0 aat EE 为基底摩 擦系数，根 据土的类别 查表得到 3 .1 ) 2 1 tat ann GE EG F F s K （ 滑动力 抗滑力 验算不满足时的处理措施 、修改挡土墙断面尺寸（以加大G）； 、挡土墙底面做砂、石垫层（提高）； 、挡土墙做逆坡（以利用滑动面上部份反力抗滑）； 但有限制土质地基0.1:1 ,岩石地基0.2:1 逆坡使Eat减小，Gt增大，Gn减小，Ean增大导致Ks
31、增大，但 逆坡太大 会使逆坡处三角形土体先滑动破坏。 、墙踵后加拖板，拖板与挡土墙用钢筋连接。 土力学地基基础 岩土工程教研组 201156 q 地基承载力及墙身强度验算地基承载力及墙身强度验算 f地基承载力，同天然地基浅基础验算方法一样。 q 墙身强度墙身强度据不同材料分别考虑抗压、弯、剪。 土力学地基基础 岩土工程教研组 201157 a a f f 2 . 1 2 1 max minmax 土力学地基基础 岩土工程教研组 201158 三、重力式挡土墙的构造措施三、重力式挡土墙的构造措施 n1.墙背倾斜形式 重力式挡土墙按墙背倾斜方向分为仰斜、直立和俯斜三 种形式，三种形式应根据使用要求
32、、地形和施工情况综 合确定 E1 1 仰斜仰斜 E2 2 直立直立 E3 3 俯斜俯斜 三种不同倾斜形式挡土墙土压力之间关系：E1 1E2 2E3 3 土力学地基基础 岩土工程教研组 201159 n2.挡土墙截面尺寸 砌石挡土墙顶宽不小于0.5m，混 凝土墙不宜小于0.30m，重力式 挡土墙基础底宽约为墙高的1/2 2/3 为了增加挡土墙的抗滑稳定性， 将基底做成逆坡 当墙高较大，基底压力超过地基 承载力时，可加设墙趾台阶 逆坡逆坡 墙趾台阶墙趾台阶 n3.墙后排水措施 挡土墙后填土由于雨水入渗，抗剪强度降低，土压力增大， 同时产生水压力，对挡土墙稳定不利，因此挡土墙应设置 很好的排水措施，
33、增加其稳定性 土力学地基基础 岩土工程教研组 201160 墙后填土宜选择透水性较强的填料，例如砂土、砾石、碎石 等，若采用粘土，应混入一定量的块石，增大透水性和抗剪 强度，墙后填土应分层夯实 n4.填土质量要求 泄水孔泄水孔 粘土夯实粘土夯实 滤水层滤水层 泄水孔泄水孔 粘土夯实粘土夯实 粘土夯实粘土夯实 截水沟截水沟 土力学地基基础 岩土工程教研组 201161 例题：例题：试设计一浆砌石挡土墙，挡土墙的重度为22KN/m3 ,墙 高4m，墙背光滑、竖直，墙后填土表面水平，基底摩擦系数 0.6。土的物理力学指标： 36,/19 3 mKN 【解答解答】 选择挡土墙的断面尺寸 计算土压力 m
34、kN hEa /46.39) 2 36 45(tan419 2 1 ) 2 45(tan 2 1 22 22 挡土墙的自重 mKNG mKNG /4 .702248 . 0 /442240 . 1 2 1 2 1 土力学地基基础 岩土工程教研组 201162 滑动稳定性验算 3 . 174. 1 46.39 6 . 0)4 .7044()( 21 a s E GG K 倾覆稳定性验算 6 . 188. 2 33. 146.39 4 . 14 .7067. 044 2211 fa t zE xGxG K 补充： 加筋土挡墙简介 定义：由填土、在填土中布置一定量的带状拉定义：由填土、在填土中布置一
35、定量的带状拉 筋、以及直立的墙面板三部分组成一个整体的复合筋、以及直立的墙面板三部分组成一个整体的复合 结构。结构。 内力：墙面上的土压力、拉筋的拉力、填料与内力：墙面上的土压力、拉筋的拉力、填料与 拉筋间的摩擦力三种内力维持复合结构的内部稳定拉筋间的摩擦力三种内力维持复合结构的内部稳定 土力学地基基础 岩土工程教研组 201163 土力学地基基础 岩土工程教研组 201164 一、加筋土结构的优点：一、加筋土结构的优点： 1、充分利用材料的性能，以及土与拉筋的共同作用，使挡土墙结构轻 型化； 2、面板型式适合于城市道路的支挡工程； 3、构件较轻，不需大型起吊设备； 4、是柔性结构对地基变形的
36、适应性较其它好。 二、面板与拉筋面板与拉筋 1、面板：国内 钢筋混凝土板 形状十字形、矩形、槽形、六角形 2、拉筋：竹筋、多孔废钢片、镀锌钢板、钢筋混凝土拉筋、土工织物、 塑料包装袋。 应采用抗拉强度高、延伸率小、耐腐蚀、有柔性的材料。 3、填料 一般用砂类土、粘性土、杂填土，填料设计参数由试验定，压实度一般 应达90以上。 土力学地基基础 岩土工程教研组 201165 三、加筋土的设计计算加筋土的设计计算 设计考虑土体 内部稳定性：拉筋被拉断、筋土摩擦力不足 总体稳定性：地基承载力、地基沉降、抗滑稳定、滑坡稳定、 抗倾覆稳定 （外部稳定性） 土力学地基基础 岩土工程教研组 201166 5.
37、7 土坡和地基的稳定分析 土坡：天然的山坡和由于平整场地或开挖基坑形成的人工斜坡。 土坡滑动：指土坡在一定范围内整体地沿某一滑动面向下、向外 滑动而丧失稳定性。 土力学地基基础 岩土工程教研组 201167 一、影响土坡稳定的因素影响土坡稳定的因素 1、土坡作用力发生变化：如由于在坡顶堆放材料或建造建筑物使 坡顶受荷；或由于打桩、车辆行驶、坡脚挖方、爆破、地震等引 起的振动改变了原来的平衡状态。 2、土抗剪强度的降低：例如土体中含水量或孔隙水压力的增加。 3、静水力的作用：例如雨水或地面水流入土坡中的竖向裂缝，对 土坡产生侧向压力，促进土坡滑动。 土力学地基基础 岩土工程教研组 201168
38、二、边坡设计的要求边坡设计的要求 边坡开挖应符合下述规定： 1、边坡的坡度允许值，应根据当地的经验，参照同类土（岩）体 的稳定坡度值确定。 2、为了确保边坡的稳定性，在施工过程中要有相应的保护措施 以及恰当的施工方法和施工顺序。 三、简单土坡的稳定性分析简单土坡的稳定性分析 简单土坡：指土坡的坡度不变 ，顶面和底面水平，且土质均 匀，没有地下水。 土力学地基基础 岩土工程教研组 201169 无粘性土C0 只要坡面上的各土粒能保持 稳定状态不下滑，土坡就能稳 定；因此，只需对土坡面土粒 处于稳定时的受力状态进行分 析。 （一）（一） 无粘性土坡稳定分析无粘性土坡稳定分析 tan tan sin
39、 tancos 滑动力 抗滑力 W W T T K tan为摩擦系数，为摩擦系数， 安全系数安全系数K取值，取值，1.11.5 无粘性土坡的极限坡角等于土的内摩擦角。土的内摩擦角也无粘性土坡的极限坡角等于土的内摩擦角。土的内摩擦角也 称为自然休止角。称为自然休止角。 均质土坡失去稳定时，沿曲面滑动，理论上按圆弧面分析。 常用分析方法：瑞典圆弧法稳定数法条分法等。 土力学地基基础 岩土工程教研组 201170 （二）（二） 粘性土坡稳定分析粘性土坡稳定分析 土力学地基基础 岩土工程教研组 201171 1、条分法 （1） 条分法的原理：将圆弧滑动体分成若干土条；计算各土条上的力条分法的原理：将圆
40、弧滑动体分成若干土条；计算各土条上的力 系对弧心的滑动力矩和抗滑力矩；抗滑力矩与滑动力矩之比为土坡的稳系对弧心的滑动力矩和抗滑力矩；抗滑力矩与滑动力矩之比为土坡的稳 定安全系数；选择多个滑动圆心，要求最小的稳定安全系数定安全系数；选择多个滑动圆心，要求最小的稳定安全系数Kmin = 1.1 1.5。 假定：忽略土条两侧的侧向正应力和剪应力（土条的条间力）假定：忽略土条两侧的侧向正应力和剪应力（土条的条间力） 土条的自重 iiii bhW iii iii WT WN sin cos 将Wi 分解为滑动面上的法向分 力Ni和切向分力Ti ： 土力学地基基础 岩土工程教研组 201172 i n i
41、 n i N I iiiiR lcRWRRlcM 111 tancos)tan( N I ii AD N I ii T R W LcW M M K 1 1 sin costan 滑动圆弧面对弧心的抗滑力矩 计算稳定安全系数： 计算各土条对弧心的滑动力矩： N I ii n i iT WRRTM 11 sin 假定几个可能的滑动面，分别计算相应的假定几个可能的滑动面，分别计算相应的K值，其中值，其中Kmin所对应的滑所对应的滑 动面为最危险滑动面。当动面为最危险滑动面。当Kmin1时，土坡是稳定的。时，土坡是稳定的。 土力学地基基础 岩土工程教研组 201173 2、图表法 据大量资料制成图表 坡角为横坐标， 为纵坐标，绘制一组曲线 （1）、已知坡角、土的内摩擦角、c和重度，求最大边坡高度h； （2）、已知c、h求稳定坡角 可由 和查图得。 h C N h C N （三）、地基的稳定性分析（三）、地基的稳定性分析 广义的地基稳定性问 题：地基承载力不足而失 稳、构筑物基础在水平荷 载作用下的倾覆和滑动失 稳、边坡失稳等。 土力学地基基础 岩土工程教研组 201174
