土压力、地基承载力和边坡稳定

确定方法
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概述
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概述
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概述
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概述
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概述
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概述
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概述
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位移对土压力的影响及三种土压力
• 土压力的大小和分布规律不仅与挡土墙的高度、填土 的性质有关还与挡土墙的刚度及其位移关系密切
主动
被动
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位移对土压力的影响及三种土压力
• 静止土压力 E0
挡土墙为刚性不动时，土处于静止状态不产生位移和变形，此时作用 在挡土墙上的土压力。
• 主动土压力 Ea
挡土墙背离填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，墙后土 体受到的土压力逐渐减小，当墙后填土达到极限平衡状态时，土压力降 为最小值，这是作用在挡土墙上的土压力。
• 被动土压力 Ep
挡土墙向着填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，墙后土 体受到挤压而引起土压力逐渐增大，当墙后填土达到极限平衡状态时， 土压力增大为最大值，这是作用在挡土墙上的土压力。
• 若墙后填土中有地下 水，则计算静止土压 力时，水中土的重度 应取浮重度
形心
1/3H2
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静止土压力计算
• 静止土压力计算的关键是静止侧压力系数的确 定。K0可由室内的或现场的静止侧压力试验来 测定。
• 对于砂或正常固结的粘土，可根据有效内摩擦 角来确定
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朗肯土压力理论
• Rankine土压力理论和Coulomb土压力理 论是计算主动土压力和被动土压力的两 种基本理论。
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库尔曼图解法
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库尔曼图解法
C1 F
m1
φ n1 A
90-ε-φ0
L
W1
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有超载所用时的土压力计算
• 在建立滑动土体的主 动或被动极限平衡条 件时，需增加一个方 向竖直向下的力的作 用，其大小等于q与 滑块表面长度的乘积
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有超载所用时的土压力计算
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有超载所用时的土压力计算
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粘பைடு நூலகம்填土的土压力
W代入
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无粘性土被动土压力的计算
当挡土墙向填土方向挤压时，最危险滑动面上的P值一定是最小的，因为 此时滑动土体所受阻力最小，最容易被向上推出，所以作用在墙背上的被 动土压力EP值，应是假定一系列破坏面上计算出的土压力最小值Pmin
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库尔曼图解法
• 上述的库仑土压力计算是基于填土表面 为平面的假定建立的，若填土的表面不 是平面，而是折线或曲线时，就不能应 用前述解析解直接计算，此时可以用图 解法。
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填土中有地下水时土压力的计 算
• 在计算水下土体重量时，应采用浮容重 进行计算。
• 考虑水的存在引起土的抗剪强度的降低 • 考虑水压力的作用 • 如果墙后填土中有稳定渗流，那么在建
立滑动土体静力平衡条件时，还应考虑 渗流力的作用。
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填土中有地下水时的土压力计 算
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填土为成层土时的土压力计算
• 由于各层填土重度不同，使得填土竖向 应力分布在土层交界面上出现转折
• 由于各层填土粘聚力和内摩擦角不同， 所以在计算主动或被动土压力系数时， 需采用计算点所在土层的粘聚力和内摩 擦角
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填土为成层土时的土压力计算
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库仑土压力理论
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无粘性土被动土压力的计算
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无粘性土被动土压力的计算
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粘性土被动土压力的计算
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粘性土被动土压力的计算
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填土中有地下水时的土压力计 算
• 当墙后填土中有水时，需考虑地下水位 以下的填土由于浮力作用使有效重量减 轻引起的土压力减小，水下填土部分采 用浮容重进行计算。
• 在计算作用在墙背上的总压力中应包括 水压力的作用。
土力学与地基基础讲座
土力学与地基基础
贵州大学土木建筑工程学院 岩土工程教研室
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挡土结构物上的土压力
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概述
• 在港口、水利、路桥及房屋建筑等工程中，挡 土结构物（挡土墙）是一种常见的建筑物。
• 挡土结构物的作用是用来挡住墙后的填土并承 受来自填土的压力。
• 土体作用在挡土结构物上的压力称为土压力 • 本章的任务是讨论土压力的大小和分布规律的
（5－8）
朗肯理论的主动土压力系数
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无粘性土的主动土压力计算
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无粘性土的主动土压力计算
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粘性土的主动土压力计算
ea=0
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粘性土的主动土压力计算
有均布荷载时粘性土的主动土压力
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粘性土的主动土压力计算
有荷载 出现拉力区
不出现拉力区
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Rankine被动土压力计算
• 基本计算公式
（5－8）
• 以整个滑动土体上力的平衡条件来确定
土压力
DC E
B
φ A
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无粘性土主动土压力的计算
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无粘性土主动土压力的计算
正弦定律 计算自重
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无粘性土主动土压力的计算
• 主动土压力是假定一系列破坏面计算出的土压 力中的最大值
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无粘性土主动土压力的计算
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无粘性土被动土压力的计算
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无粘性土被动土压力的计算
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Rankine土压力理论的基本原理和基本假定
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Rankine土压力理论的基本原理和基本假定
τ 主动状态
f c tg
被动状态
A O
σ σxmin=ea σx=K0σz σz
σxmax=ep
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Rankine土压力理论的基本原理和基本假定
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Rankine主动土压力计算
• 基本计算公式
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Rankine土压力理论的基本原理和基本假定
• 基本原理
认为墙后填土达到极限平衡状态时，与墙背接触的 任一土单元体都处于极限平衡状态，然后根据土单元 体处于极限平衡状态时应力所满足的条件来建立土压 力的计算公式
• 基本假定
土体是具有水平表面的半无限体，墙背竖直光滑， 采用这样假定的目的是控制墙后单元体在水平和竖直 方向的主应力方向。
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静止土压力计算
• 静止土压力只发生在挡土墙为刚性，强 体不发生任何位移的情况，实际工程中， 作用在深基础侧墙或者U形桥台上土压力， 可近似看作静止土压力。
• 按照水平向自重应力的计算公式确定
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静止土压力计算
• 若墙后填土为均匀体， 则单位面积上静止土 压力为
静止土压力合力为
1/3H
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静止土压力计算
• 粘性填土与无粘性填土相比，抗剪强度 中包括粘聚力的贡献，因此采用库仑土 压力理论对滑动块体进行受力分析时， 当墙后填土达到极限平衡状态时，力矢 多边形需考虑墙背面和滑动面上粘聚力。
• 粘性填土的库仑土压力确定可采用试算 图解法
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粘性填土的土压力
• 对于工程实际中粘性填土问题，往往采 用等代内摩擦角法，不直接考虑粘性填 土粘聚力的影响，而是用一个等代内摩 擦角来代替粘土的两个强度指标，然后 再按无粘性填土问题求解。