土力学资料

教案表头

挤土体向后位移时，作用在墙上的土压力随之增加。当位移至一定数值时，墙后土体达。此时，作用在墙上的土压力称为被动土压力。

简化处理——作用在挡土结构物背面上的静止土压力可视为天然土层自重应力的水

水闸、船闸边墙（与闸

底版连成整体）

①墙未开始位移前，墙后土体处于弹性平衡状态（如图）。此时土体应力状态为：

σ1＝σz＝γz

σ3＝σx＝K0γz

在静止状态下的莫尔应力圆如图中圆Ⅰ。

②挡土墙在土压力作用下产生背离土体的位移。此时土体应力状态为：

竖向应力不变σ1＝σz＝γz

水平应力减少σ3＝σx＜K0γz

③当挡土墙位移达到△a（朗肯主动极限平衡状态）时，此时土体应力状态为：

⑤利用土压力分布图可得主动土压力公式：

无粘性土：E a ＝a K h 22

1γ，kN/m 。——分布图面积，作用点：h /3 粘性土：E a ＝

2

1

（γz K a －2c a K ）（h －z 0），kN/m 。——分布图面积， 作用点：（h －z 0）/3，临界深度z 0＝

a

K c

γ2。（临界深度z 0——墙与土体之间的开裂

深度。）——由粘聚力引起的对墙的“拉”力是一种脱离墙体的力，由于结构物与土之间的抗拉强度很低，在拉力作用下极容易开裂，因此“拉”力是一种不可靠的力，因此在设计挡土墙时不应计算在内。

教案表头： 7

1．土楔重力G ＝γ△ABM ＝AC AB ∙γ21

＝）

－（）－（）－（βθααθβαγsin cos cos cos 2122h

该公式适用条件⎪⎩

⎪

⎨⎧载填土面作用的是均布荷墙背和填土面为平面粘性填土，其计算简图如下图（5－18）所示。各类土

的主动土压力系数K a 可查规范。

三、填土面上有局部荷载的土压力计算

填土面上有局部荷载时的假定

⎭⎬⎫面间土体往下传递。局部荷载只沿上下破裂；＋作用面）夹角为破裂面与水平面（

2/4501ϕσ 引起侧压力增加的范围只局限于该二斜面与墙面交点之间的墙段。——→△p a ＝qK a ，如右图（5－19）所示。 四、填土面为折线时的土压力计算

填土面为折线时的土压力没有理论解。近似计算的方法是，延长坡面与墙面或墙面的延长

六、墙背条件特殊时的土压力计算

．坦墙土压力计算方法 坦墙——墙背较平缓的墙（如图5－22所示），土体不是沿墙背即11

BC 与垂直线夹角为临界角αcr 。αcr 可按下式计算

αcr ＝ϕ

β

βϕsin sin arcsin 2122450－＋－

3．墙背设卸荷平台的土压力

在AB 以左墙体简化为以AB 为墙背，而以AD 为对角线的梯形计土重。由于土重由平台承受，B 处的土压力为零，E 处按正常计算，所以B /E /

为墙中段土压力分布线。

七、有限范围填土的土压力计算

当支挡结构后缘有较陡峻的稳定岩石坡面，岩坡的坡角θ>（450＋ϕ/2）时，应按有限范围填土计算土压力，取岩石坡面为破裂面。根据稳定岩石坡面与填土间的摩擦系数按下式计算主动土压力系数：

）

－＋－（）－（）

－（）＋（）＋＝

r r a K δθδαβθαδθβαθαsin sin sin sin sin sin(2

第五节 挡土墙设计

一、挡土墙的类型⎪⎩

⎪

⎨⎧定。—靠扶壁间土重维持稳—扶壁式维持稳定；

—靠墙踵悬臂上的土重—悬臂式—靠自重维持稳定；—重力式 二、重力式挡土墙的计算

13

——采用“试算”的计算方法，至满足要求为止。

1．计算内容⎪⎩

⎪

⎨⎧墙身强度验算地基承载力验算稳定性验算

【讨论】墙后填土设有反滤层，应选择填土的c、ϕ值还是反滤层的c、

．填土质量要求

——宜选择透水性较强的材料，如砂土、砾石、碎石等。

多媒体课件、工程图片、三角板等

【提问答疑】

【本次课小结】

【课后作业】

【本次课小结】

1．无粘性土土坡的稳定性与坡高无关，仅取决于坡角β；

2．当坡面有顺坡渗流作用时，无粘性土土坡的稳定安全系数将近乎降低一半。

3．瑞典圆弧法和泰勒图表法计算相对简单，用于分析均质粘性土土坡，亦可用于较复

杂情况的初步估算；

4．条分法用于分析外形比较复杂的粘性土土坡，特别是多层土土坡，计算工作量大，

一般由计算机完成。

【复习思考】

1．对无粘性土，有渗流作用的土坡稳定与无渗流作用的土坡稳定相比有何变化？

2．砂性土土坡的稳定性只要坡角不超过其内摩擦角，坡高H可不受限制，而粘性土土坡的稳定性还同坡高有关，试分析其原因；

3．粘性土土坡稳定分析有哪些方法？各种分析方法的适用条件是什么？

4．土坡稳定分析圆弧法的最危险滑弧如何确定？

【课外作业】