三种土压力

补充资料
一、土压力分为以下三种：
1、静止土压力(E0)：挡土墙的位移情况和墙后土体所处于
弹性平衡状态，此时墙后土体作用在墙背上的土压力。

2、主动土压力(Ea)：挡土墙在墙后土体的推力作用下向前
移动。

此时墙后土体达到主动极限平衡状态，土压力减至最小，称为主动土压力。

3、被动土压力（Ep）：若挡土墙在外力作用下，向后移动
推向填土，则填土受墙的挤压，使作用在墙背上土压力增大，随挡土墙向填土方向的位移不同，被动土压力不同，当挡土墙向后位移达到某一临界位移时，墙后土体达到被动极限平衡状态，墙背上作用的土压力增至最大。

二、边坡工程的施工特征
边坡工程的一个特点是与施工过程密切相关，即使设计合理，如果施工过程不当，也会导致岩土失稳坍塌，造成工程失败。

为了减少边坡工程事故，边坡的开挖或者填筑、支护等施工程序，必须科学规划。

通常只有十分稳定的坡体，允许在不支护情况下开挖；对比较稳定的坡体采取开挖一段、支护一段的颁发。

施工过程采用逆作法，即从上向下进行。

对很不稳定的边坡需要边开挖边支护，支护紧跟开挖或在开挖前就预先支护。

坡体施工过程有时要求进行实时监测
以便对施工过程的安全做出及时预报
三、坡面与理想水平面的最大夹角称为坡角。

如图 1.2所示。

四结构面的产状及其与边坡临空面的关系
结构面的产状对边坡岩体是否沿某一结构面
滑动起着控制作用。

1、当结构面的走向与边坡面的走向近于垂直，结构面对边坡稳定性影响较小，它一般只能作为平面滑动的分离面（剥裂面）或边界面，如图
3.3.6-1所示。

2、当结构面与边坡面的走向近于平行时，则对边坡稳定性的影响取决于结构面的倾角和倾向。

同倾向（结构面倾向和边坡坡面倾向相同）边坡，当结构面倾角小于坡面角而大于结构面的
内摩擦角时，则属不稳定边坡，可能发生平面滑
动，如图 3.3.6-2（a）。

同倾向边坡，当结构面倾向小于坡面角，也
小于结构面的内摩擦角φ时，由于滑动面上的抗滑力大于下滑力，故不会滑动，如图 3.3.6-2（b）。

结构面倾向与边坡面倾向相同，且两者的倾角相等时，属稳定边坡，如图 3.3.6-2（c）。

结构面倾向与边坡面倾向相同，结构面的倾角α大于边坡面倾角β时，也属稳定边坡，如图3.3.6-2（d）。

3、当结构面呈水平状态时，这时边坡属稳定边坡，如图 3.3.6-3所示。

4、当结构面的倾向与边坡坡面倾向方向相反时，边坡也属稳定边坡，如图 3.3.6-4所示。

同向缓倾边坡的稳定性较反向坡为差；同向缓倾坡中岩层倾角越小，稳定性越差；水平岩层稳定性较好。

5、当有两组结构面与坡面斜交的情况下，边坡岩体被切割成楔形体，其稳定程度视结构面组合交线与坡面的相互关系而定。

当两结构面形成的楔形体组合交线AB与坡面倾向相同，其组合交线的倾角小于坡面角但大
于结构面内摩擦角时，则楔形体可能滑动，如图
3.3.6-5所示。

当两结构面形成的楔形体的组合交线AB的倾角等于或大于坡面角以及小于坡面角但组
合交线延伸到坡角岩体内部时，边坡均属稳定的，如图 3.3.6-6所示。

五边坡破坏的形式
1、崩塌
崩塌系指边坡上部的岩块在重力作用下，突然向下滑落的现象。

如图 2.1.1所示。

崩塌的特点：在变形破坏过程中，并不是沿某一固定面的滑动，而是以自由坠落为其主要运动形式。

2、滑坡
边坡岩（土）体在重力作用下，沿一定的软弱面或软弱带整体下滑的现象称为滑坡。

（1）滑坡的特点
边坡发生滑动时，在滑坡前，滑体的后缘会出现张裂隙，而后缓慢移动。

滑动初期速度慢，持续时间长，到后期迅速滑落。

（2）滑坡的原因
滑动面的抗滑力小于滑坡体的下滑力。

一个
发育完
全的滑
坡，一般
具有下
列构成
要素（如图所示）：
1、滑坡体
2、滑坡周界
3、滑坡壁简称滑壁
4、滑坡台阶
5、滑动面
6、滑坡床
7、滑坡前缘（滑坡头、滑坡舌）
8、滑动轴（主滑线）
9、滑坡裂隙
（3）按滑坡的厚度分类
按滑坡的厚度可分为浅层滑坡、中层滑坡、深层滑坡3类。

1、浅层滑坡：厚度＜6m。

2、中层滑坡：厚度6～20m。

3、深层滑坡厚度＞20m。

（4）按力学条件可分为以下2类：
1、牵引式滑坡
滑坡体下部先变形滑动，使上部岩体失去支撑，从而使上部岩体也随着变形移动，如图 2.2.3-1所示。

2、推移式滑坡
滑坡体上部先滑动，因而使下部岩体也变形滑动，如图 2.2.3-2所示。

六静水压力和浮托力
1、当地下水赋存于岩体裂隙中时，水对裂隙两壁产生静水压力，如图 3.4.1-1所示。

由于边坡岩体位移而产生张裂隙充水，沿裂隙壁产生的静水压力的压强为，总压力为：
式中：为水的容重；为张裂隙充水深度。

此静水压力作用的方向垂直于裂隙壁，作用点
在距下界的1/3处，因此它是一种促使边坡破坏的推动力。

2、当张裂隙中水沿破坏面继续向下流动，流至坡脚出坡面时，沿此裂隙面产生水的浮托力，
其压力分布图为沿AB面呈三角形分布，其总浮托力U为：
式中：L为A B面的长度；
其他符号同前。

此浮托力和沿着AB面作用的正压力方向相反，抵消了一部分正压力，从而减少了沿该面抗滑的摩擦阻力，对边坡稳定不利。

七地下水的存在和水位的高低对边坡稳定性的影响
对软质边坡岩体，以内聚力C=4.9MPa，内摩擦角φ=30°时进行理论计算表明，其极限边坡高度H和边坡角β随地下水位的变化而变化。

如图 3.4.4给出了3种地下水位的计算结果。

60m高的边坡被水饱和后其极限边坡角为34°；
如将地下水完全疏干，则极限边坡角可达53°；
如将地下水疏于一半，那么极限边坡角可达42°。

这说明地下水的存在和水位的高低对边坡稳
定的影响。

八边坡设计坡形设计
1、坡率法概念：坡率法控制边坡高度和坡度，无需对边坡整体进行加固而自身稳定的一种人工坡设计方法。

坡率法是一种比较经济、施工方便的方法，当工程许可时，应优先采用坡率法。

2、适用范围：整体稳定的岩层和土层，地下水位低且开挖时不会对相邻建筑物产生不利影响的条件下使用。

有条件时可结合坡顶刷坡卸载、坡脚回填压脚的方法。

3、边坡坡度的概念：H:b；令H=1；通常用1：m、1：n表示(m、n表示放坡坡度)。

4、构造设计：
（1）边坡的整个高度可按统一坡度放坡，也可以根据边坡岩土的变化情况按不同坡度放坡。

（2）设置在斜坡上的人工压实填土边坡应验算其整体下滑的稳定性。

（3）边坡坡顶、坡面、坡脚和水平台阶应设排水系统。

在坡顶外围应设置截水沟。

（4）当边坡表层有积水湿地、地下水渗出或地下水露头时，应根据实际情况设置外排水孔、排水盲沟、钻孔排水，以及在上游沿垂直地下水流向设置地下水廊道以拦截地下水等导排措施。

（5）挖方边坡局部不稳定块体应清除，也可以用锚杆或其他有效措施加固。

（6）永久性边坡宜采用喷锚、浆砌片石或格构等构造措施护面。