6 土压力与土坡稳定ppt课件

挡土墙后有几层不同类的土层，先求竖 向自重应力，然后乘以该土层的主动土 压力系数，得到相应的主动土压力强度
=17kN/m3 c=8kPa =20o
h=6m
6m z0
(h-z0)/3
【解答】 2c√Ka
Ea hKa-2c√Ka
主动土压力系数
Ka
ta2n45 o＝ 0.49
2
墙顶处土压力强度
paza k2cka1.2 1(0 kp) a
墙底处土压力强度
pahK a2c Ka＝ 3.8 8kPa
临界深度
h h/3
z
z
Eo 12h2Ko
K0z
静止土压力系 数
K0h
§6.2 朗肯土压力理论
一、朗肯土压力基本理论
1.挡土墙背垂直、光滑 2.填土表面水平 3.墙体为刚性体
z
σz=z
pp＝Kpz
增加 σx＝K0z
减小 pa＝Kaz
f
伸展 45o-/2
pa K0z
压缩 45o＋/2
z
pp
主动极限平 水平方向均匀伸展 衡状态
主动土压力强度
hKa
padda E zddz1 2z2KazK a
h h/3
h
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δ。
说明：土压力强度分布图 只代表强度大小，不代表 作用方向
补充： 特殊情况下的主动土压力计算
h z
1.填土表面有连续均布荷载 q
A z＋q
E a1 2h2co 2scos () c1 o 2( c s s o i n ) s (())c sio n s (()) 2
Ea 12h2Ka
土对挡土墙背的摩擦角， 根据墙背光滑，排水情况 查表确定
库仑主动土压力系 数，查表确定
M 主动土压力合力
A
Ea
B
Ea 12h2Ka
3.墙背对土楔的反力E,大小未知，方向与墙背法线 夹角为δ
M
土楔在三力作用下，静力平衡
E 1 2 h 2cc2 o o s s s iq )n ( c )o q ( c s o q ) s ( si q ( n ) ( )
h
A
G
EB qR
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θ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
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。
二、库仑土压力 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
土楔受力情况：
1.土楔自重G=△ABM,方向竖直向下
2. 破坏面为BM上的反力R,大小未知，方向与破坏 面法线夹角为
z02c/( Ka)＝ 1.3m 4
主动土压力合力
E a (h z 0 )h (a K 2 cK a )/2 ＝ 9.4 k 0/N m
主动土压力作用点距墙底 的距离
(1/3)h (z0)1.5m 5
§6.3 库仑土压Baidu Nhomakorabea理论
一、库仑土压力基本假定 1.墙后的填土是理想散粒体 2.滑动破坏面为通过墙踵的平面 3.滑动土楔为一刚塑性体，本身无变形
朗肯主动土压 力系数
朗肯主动土压力强度
pa zK a2c Ka
无粘性土
pa ZKa
Ea 12H2Ka
H z0 3
粘性土
paZK a2c Ka
E a1 2(Hz0)(HaK 2cK a)
三、被动土压力
极限平衡条件
13ta2 4 no＋ 5 2 ＋ 2 cta 4 no＋ 5 2
朗肯被动土压力 系数
土体处于弹 水平方向均匀压缩 被动极限平
性平衡状态
衡状态
主动朗肯状 处于主动朗肯状态，σ1方向竖直，剪切破坏面与竖直 被动朗肯状
态
面夹角为45o-/2
态
处于被动朗肯状态，σ3方向竖直，剪切破坏面与竖直 面夹角为45o＋/2
二、主动土压力
极限平衡条件
31ta2 4 no5 2 2 cta 4 no5 2
坡肩 坡顶 坡角
天然土坡 • 江、河、湖、海岸坡 • 山、岭、丘、岗、天然坡
人工土坡 • 挖方：沟、渠、坑、池 • 填方：堤、坝、路基、堆料
滑坡： 一部分土体在外因作用下，相对于另一部分土体滑动
二、 土压力的类型与影响因素
土压力类型
土压力
静止土压力
主动土压力
1.静止土压力
挡土墙在压力作用下不发生任何方向 的位移，墙后填土处于弹性平衡状态 时，作用在挡土墙背的土压力
被动土压力 Eo
2.主动土压力
在土压力作用下，挡土墙离开土体 向前位移至一定数值，墙后土体达 到主动极限平衡状态时，作用在墙 背的土压力
3.被动土压力
在外力作用下，挡土墙推挤土体向 后位移至一定数值，墙后土体达到 被动极限平衡状态时，作用在墙上 的土压力
Ea 滑裂面
Ep 滑裂面
4.三种土压力之间的关系
-△ +△
E
Ep
Eo
Ea
o
-△
△a
△p
+△
对同一挡土墙，在填土的物理力学性质 相同的条件下有以下规律：
1. Ea ＜Eo ＜＜Ep 2. △p ＞＞△a
三、 静止土压力的计算 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
静止土压力 强度
po Koz
静止土压力分布: 土压力作用点:
三角形分布 距墙底h/3
朗肯被动土压力强度
ppzK p2c Kp
无粘性土
pp ZKp
Pp 12H2Kp
粘性土
ppZK p2c Kp Pp1 2H2Kp2cHKp
【例】有一挡土墙，高6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 ，求主动土压力及其作用点，并绘出主动土 压力分布图
B
填土表面深度z处竖向应力为 (q+z)
相应主动土压力强度
pa(z＋ q)Ka2c Ka
A点土压力强度（以无粘性土为例）
paAqKa
B点土压力强度
paB(h＋ q)Ka
2.成层填土情况（以无粘性土为例）
h1
Pa1上
Pa1下 pa2上
1，1 2，2
pa2下 Pa3上
3，3 Pa3下
h2
h3
说明：合力大小为分布图形的面积， 作用点位于分布图形的形心处
第六章 土压力与土坡稳定
主要内容
§6.1 土压力概述 §6.2 朗肯土压力理论 §6.3 库仑土压力理论 §6.4 挡土墙设计 §6.5 土坡稳定分析
§6.1 土压力概述
一、土压力的定义 土压力：是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力。
土坡：具有倾斜面的土体
坡度： 1:m
坡底
坡高 坡趾