土力学与地基基础(一)X 课程 第五章 土压力与土坡稳定

第五章土压力与土坡稳定
填空题：
1、挡土墙上的土压力按墙体的位移情况和墙后土体的应力状态可将土压力分为__________、__________和__________。

2、在相同条件下，产生主动土压力所需的墙身位移量△a与产生被动土压力所需的墙身位移量△p的大小关系是__________。

3、在挡土墙断面设计验算中考虑的主要外荷载是__________。

4、根据朗肯土压力理论，当墙后土体处于主动土压力状态时，表示墙后土体单元应力状态的应力圆与土体抗剪强度包线的几何关系是__________。

5、若挡土墙墙后填土抗剪强度指标为c，φ，则主动土压力系数等于__________，被动土压力系数等于__________。

6、墙后为粘性填土时的主动土压力强度包括两部分：一部分是由土自重引起的土压力，另一部分是由__________引起的土压力。

7、当挡土墙墙后填土面有均布荷载q作用时，若填土的重度为γ，则将均布荷载换算成的当量土层厚度为__________。

8、当墙后填土有地下水时，作用在墙背上的侧压力有土压力和__________两部分。

9、当墙后无粘性填土中地下水位逐渐上升时，墙背上的侧压力产生的变化是__________。

10、挡土墙在满足__________的条件下，库仑土压力理论与朗肯土压力理论计算得到的土压力是一致的。

选择题：
1、下列各项属于挡土墙设计工作内容的是（）。

（A）、确定作用在墙背上的土压力的性质（B）、确定作用在墙背上的土压力的大小（C）、确定作用在墙背上的土压力的方向（D）、确定作用在墙背上的土压力的作用点
2、在相同条件下，主动土压力Ea与被动土压力Ep的大小关系是（）。

（A）、Ea≤Ep（B）、Ea＜Ep
（C）、Ea＞Ep（D）、Ea≥Ep
3、若挡土墙完全没有侧向变形、偏转和自身弯曲变形时，正确的描述是（）。

（A）、墙后土体处于静止土压力状态（B）、墙后土体处于侧限压缩应力状态
（C）、墙后土体处于无侧限压缩应力状态（D）、墙后土体处于主动土压力状态
4、若墙后为均质填土，无外荷裁，填土抗剪强度指标为c，φ，填土的重度为γ，则根据朗肯土压力理论，墙后土体中自填土表面向下深度z处的主动土压力强度是（）。

（A）、
2(45)2(45)
22 ztg c tg
φφ
γ+-⋅+
；
（B）、
2(45)2(45)
22 ztg c tg
φφ
γ++⋅+
；
（C）、
2(45)2(45)
22 ztg c tg
φφ
γ-+⋅-
；
（D）、
2(45)2(45)
22 ztg c tg
φφ
γ--⋅-
；
5、下列描述正确的是（）。

（A）、墙后填土由性质不同土层组成时，土压力沿深度的变化在土层层面处一定是连续的；
（B）、墙后填土由性质不同的土层组成时．土压力沿深度的变化在土层层面处常出现突变；
（C）、墙后填土中有地下水时，地下水位以下填土采用其浮重度计算土压力；
（D）、墙后填土中有地下水时，地下水位以下填土采用其干重度计算土压力；
6、库仑土压力理论的基本假设包括（）。

（A）、墙后填土是无粘性土（B）、墙后填土是粘性土
（C）、滑动破坏面为一平面（D）、滑动土楔体视为刚体
7、朗肯土压力理论与库仑土压力理论计算所得土压力相同的情况是（）。

（A）、墙后填土为无粘性土（B）、墙背直立、光滑，填土面水平
（C）、挡土墙的刚度无穷大（D）、墙后无地下水
8、挡土墙墙后的回填土应优先选用砂土、碎石土等透水性较大的土，最主要的原因是（）。

（A）、因为采用此类土施工效率高，可以全天候施工；
（B）、因为此类土的抗剪强度较稳定，易于排水；
（C）、因为采用此类土时，填土面的沉降量较小；
（D）、因为采用此类土时，施工压实质量易于保证；
9、下列描述正确的是（）。

（A）、墙后填土选用粘性土时，因粘性土的蠕变性质能使主动土压力向静止土压力状态发展，从而引起墙背侧压力随时间增加；
（B）、墙后填土选用砂性土时，墙后土体的主动土压力状态能够长时间保持；
（C）、对填土速度较快、高度较大的挡土墙，粘性填土的抗剪强度指标宜选用不排水剪指
标；
（D）、在季节冻土地区，墙后填土应选用非冻胀性填料，如碎石、砾砂等；
10、设计中选择挡土墙形式时，应遵循的原则包括（）。

（A）、挡土墙的用途、高度和重要性（B）、当地的地形、地质条件
（C）、就地取材、经济、安全（D）、优先选用重力式挡土墙
11、影响无粘性土坡的稳定性的主要因素是（）。

（A）、坡高（B）、坡角（C）、坡向（D）、土的内摩擦角
12、大堤护岸边坡，当河水位骤降到低水位时，边坡稳定性发生的变化是（）。

（A）、边坡稳定性降低（B）、边坡稳定性无变化
（C）、边坡稳定性有提高（D）、难以确定
13、以下是针对瑞典条分法的描述，正确的是（）。

（A）、对每一土条力的平衡条件是不满足的；
（B）、对每一土条本身的力矩平衡不满足；
（C）、能满足整个滑动土体的整体力矩平衡条件；
（D）、对每一土条力的平衡条件和力矩平衡条件都能满足；
判断题：
1、当挡土墙向前移动或转动时，作用在墙背的土压力就是主动土压力。

2、用条分法分析粘性土土坡稳定性时，需假定几个可能的滑动面，这些滑动面均是最危险的滑动面。

3、在坡顶挖方（卸载）或在坡脚填方均可提高土坡的稳定性。

4、按哪一种土压力（主动、静止或被动土压力）计算完全取决于挡土墙的位移方向（向前、不动或向后位移）。

5、静止土压力强度ｐ等于土在自重作用下无侧向变形时的水平向应力σｘ。

6、朗肯土压力理论的基本假设是：墙背直立、粗糙且墙后填土面水平。

7、按朗肯土压力理论计算主动土压力时，墙后填土中的破裂面与水平面的夹角为45
2
ϕ
-。

8、库伦土压力理论假设墙后填土的滑动破裂面只有一个，且通过墙踵。

9、库伦土压力理论可以计算墙后填土为成层土的情况。

10、加大挡土墙的自重，既可以提高抗倾覆能力，又可以提高抗滑移能力。

名词解释：
1、主动土压力
2、被动土压力
3、静止土压力
4、挡土墙
5、土压力
6、重力式挡土墙
7、土坡稳定安全系数
简答题：
1、土压力有哪几种？影响土压力的各种因素中最重要的因素是什么？
2、简述重力式挡土墙的设计步骤。

3、简述挡土墙位移对土压力的影响。

4、影响土坡稳定的因素有哪些？
5、朗肯土压力理论的基本假设？
计算题：
1、已知挡土墙后面的填土上q=100KPa 。

其它尺寸和土的特性如下图所示，试用朗金土压力理论，绘制主动土压力分布图，并计算挡土墙上的总土压力？
2、挡土墙后面的填土特性如下图所示，试用朗金土压力理论绘制主动土压力分布图，并计算挡土墙上的总土压力？ 89.88
42
【答案】
填空题：
1、静止土压力、主动土压力、被动土压力；
2、△a ＜△p ；
3、土压力；
4、相切；
5、2(452tg φ-)、2(452tg φ
+)；6、土的粘聚力；7、q ／γ；8、水压力；9、增大；10、墙背直立、光滑且填土面水平。

选择题：
1、A 、B 、C 、D ；
2、B ；
3、A 、B ；
4、D ；
5、B 、C ；
6、A 、C 、D ；
7、B ；
8、B ；
9、A 、B 、
C 、
D ；10、A 、B 、C ；11、B 、D ；12、A ；13、A 、B 、C 。

判断题：
1、×；
2、×；
3、√；
4、×；
5、√；
6、×；
7、×；
8、√；
9、×；10、√。

名词解释：
1、主动土压力
当挡土墙向离开土体方向偏移至墙后土体到极限平衡状态时，作用在挡土墙上的土压力。

2、被动土压力
当挡土墙在外力作用下，向土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力。

3、静止土压力 80.33
45.23
35.512.81
当挡土墙静止不动，不发生任何移动或滑动，墙后土体处于弹性平衡状态时，作用在挡土墙背上的土压力。

4、挡土墙
用来支撑天然或人工土坡，防止土体滑坍的构筑物。

5、土压力
墙后填土的自重或填土表面上的荷载对墙产生的侧向压力。

6、重力式挡土墙
依靠墙本身重量维持其抗倾覆和抗滑移稳定性的刚性挡土墙。

7、土坡稳定安全系数
滑裂面上全部抗滑力矩与滑动力矩之比，或沿整个滑裂面的抗剪强度与实际产生的剪应力之比。

简答题：
1、答：
共分为三种，即静止土压力，主动土压力，被动土压力
最主要的因素是挡土墙的位移方向和位移量。

2、答：
重力式挡土墙的设计，通常是按试算法进行的。

首先，根据工程性质、填土性质、墙体材料、地面荷载、工程地质报告及构造要求等，初步拟定墙体截面尺寸；然后计算墙身自重和土压力，进行挡土墙稳定性、地基承载力及墙身强度验算；如果不能满足要求，则要调整截面尺寸，重新验算，直到满足要求为止。

3、答：
挡土墙是否发生位移以及位移方向相位移量，决定了挡土墙所受的土压力类型，并据此将土压力分为静止土压力、主动土压力和被动土压力。

挡土墙不发生任何移动或滑动，这时墙背上的土压力为静止土压力。

当挡土墙产生离开填土方向的移动，移动量足够大，墙后填土体处于极限平衡状态时，墙背上的土压力为主动土压力。

当挡土墙受外力作用向着填土方向移动，挤压墙后填土使其处于极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力为被动土压力。

挡土墙所受的土压力随其位移量的变化而变化。

只有当挡土墙位移量足够大时才产生主动土压力和被动土压力，若挡土墙的实际位移量并末达到使土体处于极限平衡状态所需的位移量，则挡土墙上的土压力是介于主动土压力和被动土压力之间的某一数值。

4、答：
影响土坡稳定的因素有很多：
（1）土坡的边坡坡度β；
（2）土坡的坡高H；
（3）土的性质；
（4）地下水的渗透力。

5、答：
朗肯土压力理论将挡土墙作了一定的假设，即，
（1）挡土墙的墒背垂直；
（2）墒背光滑；
（3）墙后填土表面水平并延伸至无穷远。

计算题：
1、解：2224(45)(45)0.4222a K tg tg ϕ=-=-=
121000.4242()(100196)0.4289.88(4289.88)6395.64/2a a a qK kPa
q H K kPa E kN m σσγ==⨯==+=+⨯⨯=+=⨯=
2、解：
2211222230(45)(45)
0.332226(45)
(45)0.3922
a a K tg tg
K tg tg ϕ
ϕ=-
=-=
=-=-
= 11111221123112222800.3321212.81()2(80174)0.3321235.5()2(80174)0.3921045.23()2(80174185)0.a a a a a a a a qK c kPa q h K c kPa q h K c kPa q h h K c σσγσγσγγ=-
=⨯-⨯=+-=+⨯⨯-⨯=+-=+⨯⨯-⨯==++-=+⨯+⨯⨯上下3921080.3311(12.8135.5)4(45.2380.33)5410.54/22
a kPa
E kN m -⨯==⨯+⨯++⨯=。