1、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程土力學(xué)與基礎(chǔ)工程福州大學(xué)土木工程學(xué)院福州大學(xué)土木工程學(xué)院巖土工程研究所巖土工程研究所第六章第六章 土壓力和地基承載力土壓力和地基承載力LOGO本章提要本章提要 土壓力是與土的抗剪強(qiáng)度有關(guān)的問題，也是土土壓力是與土的抗剪強(qiáng)度有關(guān)的問題，也是土力學(xué)重要問題之一。學(xué)習(xí)本章時(shí)，要熟悉土壓力的力學(xué)重要問題之一。學(xué)習(xí)本章時(shí)，要熟悉土壓力的類型及它們產(chǎn)生的條件和適用范圍，熟練掌握主動(dòng)類型及它們產(chǎn)生的條件和適用范圍，熟練掌握主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力的計(jì)算方法。土壓力和被動(dòng)土壓力的計(jì)算方法。 LOGO重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)和難點(diǎn) 朗金土壓力理論是本章重要內(nèi)容，學(xué)習(xí)朗金假朗金土壓力理論是本章重要內(nèi)容，學(xué)習(xí)朗

2、金假設(shè)條件、主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力。要求掌握朗肯設(shè)條件、主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力。要求掌握朗肯假設(shè)條件，熟練掌握其計(jì)算方法。庫侖土壓力理論假設(shè)條件，熟練掌握其計(jì)算方法。庫侖土壓力理論是本章又一重要內(nèi)容，學(xué)習(xí)庫侖假設(shè)條件、數(shù)值解是本章又一重要內(nèi)容，學(xué)習(xí)庫侖假設(shè)條件、數(shù)值解法。法。 朗金與庫侖土壓力理論比較。從分析方法與計(jì)朗金與庫侖土壓力理論比較。從分析方法與計(jì)算誤差上比較兩個(gè)理論的不同。算誤差上比較兩個(gè)理論的不同。 LOGO第一節(jié)第一節(jié) 概述概述填 土 建 筑 物地 下 室( b )( a )( c )礦 石 、 煤砂 或 碎 石( d )橋 臺(tái) 擋土結(jié)構(gòu)是一種常見的巖土工程建筑物，它是為了防止擋

3、土結(jié)構(gòu)是一種常見的巖土工程建筑物，它是為了防止邊坡的坍塌失穩(wěn)，保護(hù)邊坡的穩(wěn)定，人工完成的構(gòu)筑物邊坡的坍塌失穩(wěn)，保護(hù)邊坡的穩(wěn)定，人工完成的構(gòu)筑物。 LOGO第一節(jié)第一節(jié) 概述概述結(jié)構(gòu)作用的不同結(jié)構(gòu)作用的不同 LOGO第一節(jié)第一節(jié) 概述概述剛性擋土墻剛性擋土墻 柔性擋土墻柔性擋土墻 臨時(shí)支撐臨時(shí)支撐 剛度和位移方剛度和位移方式式 重力式擋土墻重力式擋土墻加筋網(wǎng)式擋土墻加筋網(wǎng)式擋土墻自嵌式曲面擋土墻自嵌式曲面擋土墻LOGO第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 擋土墻的擋土墻的土壓力土壓力通常是指擋土墻后的填土因自通常是指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)向壓力重或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)向壓力。 土壓

4、力與填料的性質(zhì)、擋土墻的形狀和位移方土壓力與填料的性質(zhì)、擋土墻的形狀和位移方向以及地基土質(zhì)等因素有關(guān)。向以及地基土質(zhì)等因素有關(guān)。LOGO第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 地基承載力地基承載力是指地基單位面積上承受荷載的能是指地基單位面積上承受荷載的能力。為保證地基在荷載作用下，不出現(xiàn)整體剪切破力。為保證地基在荷載作用下，不出現(xiàn)整體剪切破壞而散失其穩(wěn)定性，在地基計(jì)算中必須驗(yàn)算地基的壞而散失其穩(wěn)定性，在地基計(jì)算中必須驗(yàn)算地基的承載力。承載力。LOGO第二節(jié)第二節(jié) 作用在擋土墻上土壓力作用在擋土墻上土壓力 根據(jù)擋土墻的位移情況和墻后土體所處的應(yīng)力根據(jù)擋土墻的位移情況和墻后土體所處的應(yīng)力狀態(tài)，將土壓力分為以下狀

5、態(tài)，將土壓力分為以下3 3種：種：1：當(dāng)擋當(dāng)擋土墻向離開土體方土墻向離開土體方向偏移至土體達(dá)到向偏移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)極限平衡狀態(tài)時(shí), ,作作用在墻上的土壓力用在墻上的土壓力稱為主動(dòng)土壓力稱為主動(dòng)土壓力, ,一一般用般用E Ea a表示。表示。 3：當(dāng)擋當(dāng)擋土墻靜止不動(dòng)，土土墻靜止不動(dòng)，土體處于彈性平衡狀體處于彈性平衡狀態(tài)時(shí)，土體墻的壓態(tài)時(shí)，土體墻的壓力稱為靜止土壓力，力稱為靜止土壓力，一般用一般用E Eo o表示。表示。2：當(dāng)擋當(dāng)擋土墻向土體方向偏土墻向土體方向偏移至土體達(dá)到極限移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻上的土壓力稱在墻上的土壓力稱為被動(dòng)土壓力，一為被動(dòng)土壓力

6、，一般用般用E Ep p表示。表示。 LOGO第二節(jié)第二節(jié) 作用在擋土墻上土壓力作用在擋土墻上土壓力靜止土壓力靜止土壓力LOGO第二節(jié)第二節(jié) 作用在擋土墻上土壓力作用在擋土墻上土壓力滑裂面滑裂面Ea主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力 3 3 1 1LOGO第二節(jié)第二節(jié) 作用在擋土墻上土壓力作用在擋土墻上土壓力Ep滑裂面滑裂面外力外力 1 1 3 3被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力LOGO第二節(jié)第二節(jié) 作用在擋土墻上土壓力作用在擋土墻上土壓力靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力計(jì)算K0h hzK0zooKhE221zh/3靜止土壓力系數(shù)靜止土壓力系數(shù)采用經(jīng)驗(yàn)公式采用經(jīng)驗(yàn)公式K0 = 1-sin 計(jì)算計(jì)算LOGO第二節(jié)第二節(jié) 作用在擋

7、土墻上土壓力作用在擋土墻上土壓力三種土壓力的關(guān)系三種土壓力的關(guān)系- -+ + +- -EoapEaEo oEpLOGO第二節(jié)第二節(jié) 作用在擋土墻上土壓力作用在擋土墻上土壓力三種土壓力大小比較三種土壓力大小比較 (1) 在相同條件下，在相同條件下，Ea Eo 0C02aaazKc K粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分:1. 土的自重引起的土壓力土的自重引起的土壓力zKa2. 粘聚力粘聚力c引起的負(fù)側(cè)壓力引起的負(fù)側(cè)壓力2cKa說明：負(fù)側(cè)壓力是一種說明：負(fù)側(cè)壓力是一種拉力拉力，由于土與結(jié)構(gòu)之間抗拉強(qiáng)度，由于土與結(jié)構(gòu)之間抗拉強(qiáng)度很低，受拉極易開裂，在計(jì)算中不考慮很低，受拉極易

8、開裂，在計(jì)算中不考慮。LOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土壓力理論020aaaz Kc K2 2cKaEa(h-z0)/3hz0 hKa- -2 2cKa負(fù)側(cè)壓力深度為臨界深度負(fù)側(cè)壓力深度為臨界深度z0)/(20aKczLOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土壓力理論2/ )2)(0aaaKchKzhE粘性土朗金主動(dòng)土壓力分布粘性土朗金主動(dòng)土壓力分布:1.粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)（計(jì)算中不考慮）粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)（計(jì)算中不考慮）2.合力大小為分布圖形的面積（不計(jì)負(fù)側(cè)壓力部分）合力大小為分布圖形的面積（不計(jì)負(fù)側(cè)壓力部分）3.合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底

9、合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底(h-z0)/3處處LOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土壓力理論被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力z(3 3)4545o o /2/2hz z 擋土墻在外力作用下，擠壓墻背后土體，產(chǎn)生位移，豎擋土墻在外力作用下，擠壓墻背后土體，產(chǎn)生位移，豎向應(yīng)力保持不變，水平應(yīng)力逐漸增大，位移增大到向應(yīng)力保持不變，水平應(yīng)力逐漸增大，位移增大到p，墻后，墻后土體處于朗金被動(dòng)狀態(tài)時(shí)，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，它與土體處于朗金被動(dòng)狀態(tài)時(shí)，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，它與小主應(yīng)力面夾角小主應(yīng)力面夾角45o /2，水平應(yīng)力增大到最大極限值，水平應(yīng)力增大到最大極限值。LOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓

10、力理論朗金土壓力理論245tan2245tan231ooc極限平衡條件：極限平衡條件：朗金被動(dòng)土壓朗金被動(dòng)土壓力系數(shù)力系數(shù)朗金被動(dòng)土壓力強(qiáng)度朗金被動(dòng)土壓力強(qiáng)度2pppzKc KLOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土壓力理論討論：討論：2pppzKc K朗金被動(dòng)土壓力強(qiáng)度朗金被動(dòng)土壓力強(qiáng)度當(dāng)當(dāng)c=0,無粘性土無粘性土ppzKh hKph/3Ep212ph KLOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土壓力理論無粘性土朗金被動(dòng)土壓力分布：無粘性土朗金被動(dòng)土壓力分布：1.無粘性土被動(dòng)土壓力強(qiáng)度與無粘性土被動(dòng)土壓力強(qiáng)度與z成正比，沿墻高呈三成正比，沿墻高呈三角形分布角形分布2.合力大小為分布圖形的面

11、積，即三角形面積合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積3.合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底h/3處處LOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土壓力理論當(dāng)當(dāng)c0, 粘性土粘性土2pppzKc K粘性土被動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分：粘性土被動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分：1. 土的自重引起的土壓力土的自重引起的土壓力zKp2. 粘聚力粘聚力c引起的側(cè)壓力引起的側(cè)壓力說明：側(cè)壓力是一種正壓力，在計(jì)算中應(yīng)考慮說明：側(cè)壓力是一種正壓力，在計(jì)算中應(yīng)考慮2pc KLOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土壓力理論hEp2 2cKp hKp 2 2cKphppppKchKhE2

12、)2/1 (2粘性土朗金被動(dòng)土壓力分析圖粘性土朗金被動(dòng)土壓力分析圖LOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土壓力理論粘性土朗金被動(dòng)土壓力分布粘性土朗金被動(dòng)土壓力分布: :1.1.粘性土被動(dòng)土壓力強(qiáng)度不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)粘性土被動(dòng)土壓力強(qiáng)度不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)2.2.合力大小為分布圖形的面積，即梯形分布圖形面積合力大小為分布圖形的面積，即梯形分布圖形面積3.3.合力作用點(diǎn)在梯形形心合力作用點(diǎn)在梯形形心pppKchKhE2)2/1 (2LOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土壓力理論【例例】有一擋土墻，高有一擋土墻，高6 6米，墻背直立、光滑，墻后填土面米，墻背直立、光滑，墻后填土面水平。填土為粘性土，

13、其重度、內(nèi)摩擦角、粘聚力如下圖所水平。填土為粘性土，其重度、內(nèi)摩擦角、粘聚力如下圖所示示 ，求主動(dòng)土壓力及其作用點(diǎn)，并繪出主動(dòng)土壓力分布圖，求主動(dòng)土壓力及其作用點(diǎn)，并繪出主動(dòng)土壓力分布圖h=6m =17kN/m=17kN/m3c=8kPa=8kPa =20=20o o【解答解答】主動(dòng)土壓力系數(shù)主動(dòng)土壓力系數(shù)49. 0245tan2oaK墻底處土壓力強(qiáng)度墻底處土壓力強(qiáng)度238.8aaahKcKkPa臨界深度臨界深度mKcza34.1)/(20主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力mkNKchKzhEaaa/4 .902/ )2)(0主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)距墻底的距離距墻底的距離mzh55. 1)(3/1

14、 (02cKaz0Ea(h-z0)/36m6m hKhKa a- -2 2c cKKa aLOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土壓力理論幾種常見情況下土壓力計(jì)算幾種常見情況下土壓力計(jì)算1.1.填土表面有均布荷載（以無粘性土為例）填土表面有均布荷載（以無粘性土為例）zqhABz zqLOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土壓力理論1 1、填土表面深度、填土表面深度z z處豎向應(yīng)力為處豎向應(yīng)力為( (q+q+ z z) )相應(yīng)主動(dòng)土壓力強(qiáng)度相應(yīng)主動(dòng)土壓力強(qiáng)度()aazq KA A點(diǎn)土壓力強(qiáng)度點(diǎn)土壓力強(qiáng)度B B點(diǎn)土壓力強(qiáng)度點(diǎn)土壓力強(qiáng)度aAaqK()aBahq KLOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力

15、理論朗金土壓力理論若填土為粘性土，若填土為粘性土，c0臨界深度臨界深度z0/)/(20qKcza1、z0 0說明存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，計(jì)算中應(yīng)不考慮負(fù)壓力區(qū)土說明存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，計(jì)算中應(yīng)不考慮負(fù)壓力區(qū)土壓力壓力2、z0 0說明不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，按三角形或梯形分布計(jì)算說明不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，按三角形或梯形分布計(jì)算LOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土壓力理論2.2.成層填土情況（以無粘性土為例）成層填土情況（以無粘性土為例）ABCD 1 1， 1 1 2 2， 2 2 3 3， 3 3aAaAaBaB上上aBaB下下aCaC下下aCaC上上aDaDh1h2h3 擋土墻后有幾層不同類的土層，先求豎向自

16、重應(yīng)力，然后乘擋土墻后有幾層不同類的土層，先求豎向自重應(yīng)力，然后乘以該土層的主動(dòng)土壓力系數(shù)，得到相應(yīng)的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度以該土層的主動(dòng)土壓力系數(shù)，得到相應(yīng)的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度。LOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土壓力理論0aA1 11aaBh K上1 12aBah K下1 1222()aaChh K上1 1223()aCahh K下1 122333()aDahhh KA點(diǎn)：點(diǎn)：B點(diǎn)上界面點(diǎn)上界面B點(diǎn)下界面點(diǎn)下界面C點(diǎn)上界面點(diǎn)上界面C點(diǎn)下界面點(diǎn)下界面點(diǎn)點(diǎn)合力大小為分布圖形的面積，作用點(diǎn)位于分布圖形的形心處合力大小為分布圖形的面積，作用點(diǎn)位于分布圖形的形心處LOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土

17、壓力理論3.3.墻后填土存在地下水（以無粘性土為例）墻后填土存在地下水（以無粘性土為例） ABC( ( h1 1+ h2 2) )Ka w wh2 2h1 1h2 2h擋土墻后有地下水時(shí)，作用在墻背上的土側(cè)壓力有土壓力和水壓擋土墻后有地下水時(shí)，作用在墻背上的土側(cè)壓力有土壓力和水壓力兩部分，可分作兩層計(jì)算，一般假設(shè)地下水位上下土層的抗剪強(qiáng)度力兩部分，可分作兩層計(jì)算，一般假設(shè)地下水位上下土層的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)相同，地下水位以下土層用浮重度計(jì)算指標(biāo)相同，地下水位以下土層用浮重度計(jì)算。LOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土壓力理論土壓力強(qiáng)度土壓力強(qiáng)度0aA1aBah K12aCaah Kh K水壓力強(qiáng)

18、度水壓力強(qiáng)度點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)0wB2wCwh點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)作用在墻背的總壓力為土壓力和水壓力之和，作用作用在墻背的總壓力為土壓力和水壓力之和，作用點(diǎn)在合力分布圖形的形心處點(diǎn)在合力分布圖形的形心處。LOGO第三節(jié)第三節(jié) 朗金土壓力理論朗金土壓力理論【例例】擋土墻高擋土墻高5m，墻背直立、光滑，墻后填土面，墻背直立、光滑，墻后填土面水平，共分兩層。各層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如圖所水平，共分兩層。各層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如圖所示，試求主動(dòng)土壓力示，試求主動(dòng)土壓力Ea，并繪出土壓力分布圖，并繪出土壓力分布圖h=5m 1 1=17kN/m=17kN/m3c1 1=0=0 1 1=34=34o o 2 2=19kN/m=

19、19kN/m3c2 2=10kPa=10kPa 2 2=16=16o oh1 1 =2mh2 2 =3mABCKa1 10.3070.307Ka2 20.5680.568【解答解答】ABCh=5mh1 1=2mh2 2=3mA點(diǎn)點(diǎn)110aAazKB點(diǎn)上界面點(diǎn)上界面11110.4aaBh KkPa上B點(diǎn)下界面點(diǎn)下界面1122224.2aBaah KcKkPa下C點(diǎn)點(diǎn)1 122222()236.6aCaahh KcKkPa主動(dòng)土壓力合力主動(dòng)土壓力合力mkNEa/6 .712/3)6 .362 . 4(2/24 .1010.4kPa10.4kPa4.2kPa4.2kPa36.6kPa36.6kPaL

20、OGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻類型一、擋土墻類型1、重力式擋土墻重力式擋土墻 塊石或素混凝土砌塊石或素混凝土砌筑而成，靠自身重力維筑而成，靠自身重力維持穩(wěn)定，墻體抗拉、抗持穩(wěn)定，墻體抗拉、抗剪強(qiáng)度都較低。墻身截剪強(qiáng)度都較低。墻身截面尺寸大，一般用于低面尺寸大，一般用于低擋土墻。擋土墻。墻頂墻頂墻基墻基墻趾墻趾墻面墻面墻背墻背LOGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)2、懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻 鋼筋混凝土建造，立鋼筋混凝土建造，立臂、墻趾懸臂和墻踵懸臂臂、墻趾懸臂和墻踵懸臂三塊懸臂板組成，靠墻踵三塊懸臂板組成，靠墻踵懸臂上的土重維持穩(wěn)定，懸臂上的土重維持穩(wěn)定，墻體內(nèi)拉應(yīng)力由

21、鋼筋承擔(dān)，墻體內(nèi)拉應(yīng)力由鋼筋承擔(dān)，墻身截面尺寸小，充分利墻身截面尺寸小，充分利用材料特性，市政工程中用材料特性，市政工程中常用。常用。墻趾墻趾墻踵墻踵立壁立壁鋼筋鋼筋LOGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)3、扶壁式擋土墻扶壁式擋土墻 針對(duì)懸臂式擋土墻立針對(duì)懸臂式擋土墻立臂受力后彎矩和撓度過臂受力后彎矩和撓度過大缺點(diǎn)，增設(shè)扶壁，扶大缺點(diǎn)，增設(shè)扶壁，扶壁間距（壁間距（0.30.6）h，墻體穩(wěn)定靠扶壁間填土墻體穩(wěn)定靠扶壁間填土重維持。重維持。墻趾墻趾墻踵墻踵扶壁扶壁LOGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)4、錨桿式擋土墻錨桿式擋土墻 預(yù)制鋼筋混凝土面板、立柱、鋼拉桿和埋在土預(yù)制鋼筋混凝土面板、

22、立柱、鋼拉桿和埋在土中錨定板組成，穩(wěn)定由拉桿和錨定板來維持。中錨定板組成，穩(wěn)定由拉桿和錨定板來維持。基巖基巖錨桿錨桿LOGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)5 5、錨定板擋土結(jié)構(gòu)、錨定板擋土結(jié)構(gòu) 預(yù)制鋼筋混凝土面預(yù)制鋼筋混凝土面板、立柱、鋼拉桿和板、立柱、鋼拉桿和埋在土中錨定板組成，埋在土中錨定板組成，穩(wěn)定由拉桿和錨定板穩(wěn)定由拉桿和錨定板來維持。來維持。墻板墻板錨定板錨定板LOGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)6 6、加筋土擋土結(jié)構(gòu)、加筋土擋土結(jié)構(gòu) 預(yù)制鋼筋混凝土面預(yù)制鋼筋混凝土面板、土工合成材料制成板、土工合成材料制成拉筋承受土體中拉力。拉筋承受土體中拉力。拉筋拉筋面板面板LOGO第四

23、節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)7 7、樁撐擋土結(jié)構(gòu)、樁撐擋土結(jié)構(gòu) 采用樁基礎(chǔ)，打入采用樁基礎(chǔ)，打入地基一定深度，形成板地基一定深度，形成板樁墻，用做擋土結(jié)構(gòu)，樁墻，用做擋土結(jié)構(gòu)，基坑工程中應(yīng)用較廣基坑工程中應(yīng)用較廣。支護(hù)樁支護(hù)樁LOGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)二、擋土墻的構(gòu)造二、擋土墻的構(gòu)造根據(jù)墻背傾角不同分為根據(jù)墻背傾角不同分為3 3種：種：E1 1仰斜仰斜E2 2直立直立E3 3俯斜俯斜三種不同傾斜形式擋土墻土壓力之間關(guān)系三種不同傾斜形式擋土墻土壓力之間關(guān)系E1E2E3LOGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻截面尺寸擋土墻截面尺寸 砌石擋土墻頂寬不小于砌石擋土墻頂寬不小于

24、0.4m，混凝土墻可縮，混凝土墻可縮小為小為0.20m0.40m，重力式擋土墻基礎(chǔ)底寬約為墻，重力式擋土墻基礎(chǔ)底寬約為墻高的高的1/21/3。LOGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì) 為了增加擋土墻為了增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性，將基的抗滑穩(wěn)定性，將基底做成底做成逆坡逆坡。 當(dāng)墻高較大，基當(dāng)墻高較大，基底壓力超過地基承載底壓力超過地基承載力時(shí)，可加設(shè)力時(shí)，可加設(shè)墻趾臺(tái)墻趾臺(tái)階階。逆坡逆坡墻趾臺(tái)階墻趾臺(tái)階LOGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)墻后排水措施墻后排水措施 擋土墻后填土由于擋土墻后填土由于雨水入滲，抗剪強(qiáng)度降雨水入滲，抗剪強(qiáng)度降低，土壓力增大，同時(shí)低，土壓力增大，同時(shí)產(chǎn)生水壓力，對(duì)擋

25、土墻產(chǎn)生水壓力，對(duì)擋土墻穩(wěn)定不利，因此擋土墻穩(wěn)定不利，因此擋土墻應(yīng)設(shè)置很好的排水措施，應(yīng)設(shè)置很好的排水措施，增加其穩(wěn)定性。增加其穩(wěn)定性。泄水孔泄水孔粘土夯實(shí)粘土夯實(shí)濾水層濾水層LOGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)填土質(zhì)量要求填土質(zhì)量要求 墻后填土宜選擇透墻后填土宜選擇透水性較強(qiáng)的填料，例如水性較強(qiáng)的填料，例如砂土、礫石、碎石等，砂土、礫石、碎石等，若采用粘土，應(yīng)混入一若采用粘土，應(yīng)混入一定量的塊石，增大透水定量的塊石，增大透水性和抗剪強(qiáng)度，墻后填性和抗剪強(qiáng)度，墻后填土應(yīng)分層夯實(shí)。土應(yīng)分層夯實(shí)。泄水孔泄水孔粘土夯實(shí)粘土夯實(shí)粘土夯實(shí)粘土夯實(shí)截水溝截水溝LOGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)

26、計(jì)二、擋土墻計(jì)算二、擋土墻計(jì)算擋土墻計(jì)算內(nèi)容擋土墻計(jì)算內(nèi)容1、穩(wěn)定性驗(yàn)算：抗傾覆穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定穩(wěn)定性驗(yàn)算：抗傾覆穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定2、地基承載力驗(yàn)算地基承載力驗(yàn)算3、墻身強(qiáng)度驗(yàn)算墻身強(qiáng)度驗(yàn)算LOGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾O點(diǎn)向外傾覆點(diǎn)向外傾覆zfEaEazEaxGa0dOx0 xfbz抗傾覆穩(wěn)定條件抗傾覆穩(wěn)定條件6 . 10faxfaztzExEGxKcos()azaEEadsin()axaEEadtanfxbza0tanabzzfaLOGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)驗(yàn)算不能滿足要求時(shí)：驗(yàn)算

27、不能滿足要求時(shí)：1、將墻趾做成臺(tái)階型，增大、將墻趾做成臺(tái)階型，增大xf和和x02、加大墻體寬度，增加墻體自重、加大墻體寬度，增加墻體自重G及及xf和和x03、選擇仰斜式擋土墻，以減少主動(dòng)土壓力、選擇仰斜式擋土墻，以減少主動(dòng)土壓力E04、提高墻后填土質(zhì)量，減小、提高墻后填土質(zhì)量，減小E05、做好排水措施。、做好排水措施。LOGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算EanEatdGGnGtaa0O擋土墻在土壓力作用下可能沿?fù)跬翂υ谕翂毫ψ饔孟驴赡苎鼗A(chǔ)底面發(fā)生滑動(dòng)基礎(chǔ)底面發(fā)生滑動(dòng)抗滑穩(wěn)定條件抗滑穩(wěn)定條件3 . 1)(tatannsGEEGK0cosaGGn0cos()anaE

28、Eaad0sinaGGt0sin()ataEEaadLOGO第四節(jié)第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)提高擋土墻抗滑移穩(wěn)定性的主要措施：提高擋土墻抗滑移穩(wěn)定性的主要措施：1、將基底做成逆坡，以減小滑移力、將基底做成逆坡，以減小滑移力2、加大墻體寬度，以增加墻體自重、加大墻體寬度，以增加墻體自重3、采取能減小主動(dòng)土壓力的措施。、采取能減小主動(dòng)土壓力的措施。LOGO擋土墻構(gòu)造擋土墻構(gòu)造LOGO擋土墻構(gòu)造擋土墻構(gòu)造LOGO擋土墻構(gòu)造擋土墻構(gòu)造 泄水孔尺寸可視泄水量大小分別采用泄水孔尺寸可視泄水量大小分別采用5cm10cm、10cm10cm、15cm 20cm的方孔，或直徑的方孔，或直徑510cm的圓孔。的圓

29、孔。泄水孔間距一般為泄水孔間距一般為23m，上下交錯(cuò)設(shè)置。最下排泄水孔的，上下交錯(cuò)設(shè)置。最下排泄水孔的底部應(yīng)高出墻趾前地面底部應(yīng)高出墻趾前地面0.3m； 為防止水分滲入地基，在最下一排泄水孔的底部應(yīng)設(shè)置為防止水分滲入地基，在最下一排泄水孔的底部應(yīng)設(shè)置30cm厚的粘土隔水層。在泄水孔進(jìn)口處應(yīng)設(shè)置粗粒料反濾層，厚的粘土隔水層。在泄水孔進(jìn)口處應(yīng)設(shè)置粗粒料反濾層，以避免堵塞孔道。當(dāng)墻背填土透水性不良或有凍脹可能時(shí)，以避免堵塞孔道。當(dāng)墻背填土透水性不良或有凍脹可能時(shí)，應(yīng)在墻后最低一排泄水孔到墻頂應(yīng)在墻后最低一排泄水孔到墻頂0.5m之間設(shè)置厚度不小于之間設(shè)置厚度不小于0.3m的砂、卵石排水層或采用土工布。

30、的砂、卵石排水層或采用土工布。LOGO擋土墻構(gòu)造擋土墻構(gòu)造LOGO擋土墻構(gòu)造擋土墻構(gòu)造 LOGO第五節(jié)第五節(jié) 土坡和地基的穩(wěn)定分析土坡和地基的穩(wěn)定分析 土坡滑動(dòng)土坡滑動(dòng)是指土坡在一定范圍內(nèi)沿某一滑動(dòng)面是指土坡在一定范圍內(nèi)沿某一滑動(dòng)面向下和向外滑動(dòng)而喪失其穩(wěn)定性。向下和向外滑動(dòng)而喪失其穩(wěn)定性。滑坡面的形狀滑坡面的形狀LOGO第五節(jié)第五節(jié) 土坡和地基的穩(wěn)定分析土坡和地基的穩(wěn)定分析 影響土坡穩(wěn)定的幾個(gè)影響土坡穩(wěn)定的幾個(gè)因素因素: : 土坡作用力發(fā)生變化土坡作用力發(fā)生變化 土體抗剪強(qiáng)度降低土體抗剪強(qiáng)度降低 水壓力作用水壓力作用 邊坡巖石的性質(zhì)及地質(zhì)構(gòu)造、邊坡的形式和坡邊坡巖石的性質(zhì)及地質(zhì)構(gòu)造、邊坡的形

31、式和坡度，地下水滲流引起的滲流力。度，地下水滲流引起的滲流力。LOGO第五節(jié)第五節(jié) 土坡和地基的穩(wěn)定分析土坡和地基的穩(wěn)定分析一、砂性土土坡穩(wěn)定分析的方法一、砂性土土坡穩(wěn)定分析的方法 均質(zhì)砂性土或成層的非均質(zhì)砂性土構(gòu)成的土坡，均質(zhì)砂性土或成層的非均質(zhì)砂性土構(gòu)成的土坡，滑坡時(shí)其滑裂面常接近于平面，在橫斷面上則為一滑坡時(shí)其滑裂面常接近于平面，在橫斷面上則為一條直線。采用條直線。采用直線滑面法直線滑面法進(jìn)行砂性土土坡的穩(wěn)定分進(jìn)行砂性土土坡的穩(wěn)定分析。析。 LOGO第五節(jié)第五節(jié) 土坡和地基的穩(wěn)定分析土坡和地基的穩(wěn)定分析 下圖所示是直線滑裂面的示意圖，設(shè)下圖所示是直線滑裂面的示意圖，設(shè)G G為土體為土體A

32、BCABC的重量，的重量，L L為滑坡為滑坡ABAB的長度，的長度，為滑面的傾角，為滑面的傾角，為土的內(nèi)摩擦角，為土的內(nèi)摩擦角，為坡角為坡角 砂土土坡穩(wěn)定分析砂土土坡穩(wěn)定分析LOGO第五節(jié)第五節(jié) 土坡和地基的穩(wěn)定分析土坡和地基的穩(wěn)定分析sinTGcostanTGtantanTKT下滑力：下滑力：阻滑力：阻滑力：抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：LOGO第五節(jié)第五節(jié) 土坡和地基的穩(wěn)定分析土坡和地基的穩(wěn)定分析由上式可見：由上式可見： 當(dāng)當(dāng)=，K=1，即土坡處于極限平衡狀態(tài)之中。，即土坡處于極限平衡狀態(tài)之中。 當(dāng)當(dāng)1土坡就穩(wěn)定，而且與土坡就穩(wěn)定，而且與坡高無關(guān)坡高無關(guān)。一般取一般取K的值為的值為1

33、.11.5 。 LOGO第五節(jié)第五節(jié) 土坡和地基的穩(wěn)定分析土坡和地基的穩(wěn)定分析二、土坡圓弧滑動(dòng)體的整體分析法二、土坡圓弧滑動(dòng)體的整體分析法 均質(zhì)粘性土土坡失穩(wěn)時(shí)，其滑裂面是一個(gè)曲面，均質(zhì)粘性土土坡失穩(wěn)時(shí)，其滑裂面是一個(gè)曲面，通常近似地假定為圓弧滑動(dòng)面。具體分析方法分成通常近似地假定為圓弧滑動(dòng)面。具體分析方法分成為土坡圓弧滑動(dòng)體的為土坡圓弧滑動(dòng)體的整體分析法整體分析法和土坡圓弧滑面的和土坡圓弧滑面的條分法分析條分法分析。 LOGO第五節(jié)第五節(jié) 土坡和地基的穩(wěn)定分析土坡和地基的穩(wěn)定分析 滑動(dòng)力矩滑動(dòng)力矩Ms和穩(wěn)定和穩(wěn)定力矩力矩Mr為為： 土體的穩(wěn)定安全系土體的穩(wěn)定安全系數(shù)為：數(shù)為： LOGO第五節(jié)第五節(jié) 土坡和地基的穩(wěn)定分析土坡和地