理学土力学土压力土坡稳定学习教案.pptx

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1、会计学1理学土力学土压力理学土力学土压力(yl)土坡稳定土坡稳定第一页，共38页。挡土墙的基本挡土墙的基本(jbn)(jbn)设计步骤设计步骤 一、基本设计资料的收集；一、基本设计资料的收集；一、基本设计资料的收集；一、基本设计资料的收集；二、重力式挡土墙的构造二、重力式挡土墙的构造二、重力式挡土墙的构造二、重力式挡土墙的构造(guzo)(guzo)(guzo)(guzo)；三、重力式挡土墙的类型；三、重力式挡土墙的类型；三、重力式挡土墙的类型；三、重力式挡土墙的类型；四、墙后填土类型的选择；四、墙后填土类型的选择；四、墙后填土类型的选择；四、墙后填土类型的选择；五、重力式挡土墙的布置；五、重

2、力式挡土墙的布置；五、重力式挡土墙的布置；五、重力式挡土墙的布置；六、防水排水设计；六、防水排水设计；六、防水排水设计；六、防水排水设计；七、挡土墙的验算。七、挡土墙的验算。七、挡土墙的验算。七、挡土墙的验算。第1页/共38页第二页，共38页。一、基本一、基本一、基本一、基本(jbn)(jbn)(jbn)(jbn)设计资料的收集设计资料的收集设计资料的收集设计资料的收集1 1、工程背景资料、工程背景资料2 2、地质勘察资料、地质勘察资料3 3、使用、使用(shyng)(shyng)环境及抗震设防烈度环境及抗震设防烈度4 4、气象资料、气象资料5 5、工程设计参考资料、工程设计参考资料 相关标准

3、、规范、设计手册、参考文献等。相关标准、规范、设计手册、参考文献等。第2页/共38页第三页，共38页。二、重力二、重力二、重力二、重力(zhngl)(zhngl)(zhngl)(zhngl)式挡土墙的构式挡土墙的构式挡土墙的构式挡土墙的构造造造造土压力土压力(yl)墙墙 后后墙墙 前前墙墙 顶顶墙墙 底底(基底基底(j d)墙墙 趾趾墙墙 跟跟(踵踵)墙墙 背背墙墙 面面基础基础第3页/共38页第四页，共38页。挡土墙的埋深挡土墙的埋深 土质地基不小于土质地基不小于0.5m；存在冻土层时，埋深在冻土层以下存在冻土层时，埋深在冻土层以下0.25m；风化岩层，清除风化岩层，清除(qngch)风化层

4、并加挖风化层并加挖0.150.25m；断面尺寸断面尺寸 满足墙体的强度与稳定性要求；满足墙体的强度与稳定性要求；块块石石挡挡土土墙墙，墙墙顶顶宽宽度度0.5m,混混凝凝土土挡挡土土墙墙，墙墙顶顶宽宽度可取度可取0.20.4m。沉降缝和伸缩缝沉降缝和伸缩缝 伸缩缝可以兼作沉降缝；伸缩缝可以兼作沉降缝；每隔每隔1020m设置一道伸缩缝，缝宽约设置一道伸缩缝，缝宽约23cm；缝内嵌填防水材料。缝内嵌填防水材料。第4页/共38页第五页，共38页。三、重力三、重力三、重力三、重力(zhngl)(zhngl)(zhngl)(zhngl)式挡土墙的类式挡土墙的类式挡土墙的类式挡土墙的类型型型型仰斜式仰斜式折

5、背式折背式直立式直立式俯斜式俯斜式衡重式衡重式p 根据工程的实际情况根据工程的实际情况(qngkung)选择合适的挡土墙类型选择合适的挡土墙类型第5页/共38页第六页，共38页。四、墙后填土类型四、墙后填土类型四、墙后填土类型四、墙后填土类型(lixng)(lixng)(lixng)(lixng)的选择的选择的选择的选择 尽量尽量尽量尽量(j(j nling)nling)选择粗粒土，如砂土、砾石、碎石等。选择粗粒土，如砂土、砾石、碎石等。选择粗粒土，如砂土、砾石、碎石等。选择粗粒土，如砂土、砾石、碎石等。其土压力小，抗剪强度比较稳定，易于排水。其土压力小，抗剪强度比较稳定，易于排水。其土压力小

6、，抗剪强度比较稳定，易于排水。其土压力小，抗剪强度比较稳定，易于排水。1.1.理想的回填土；（卵石，砾石，粗、中砂）理想的回填土；（卵石，砾石，粗、中砂）理想的回填土；（卵石，砾石，粗、中砂）理想的回填土；（卵石，砾石，粗、中砂）2.2.可用的回填土；（细砂，粉砂，粉质粘土）可用的回填土；（细砂，粉砂，粉质粘土）可用的回填土；（细砂，粉砂，粉质粘土）可用的回填土；（细砂，粉砂，粉质粘土）3.3.不能用的回填土。（软粘土，膨胀土和耕植土）不能用的回填土。（软粘土，膨胀土和耕植土）不能用的回填土。（软粘土，膨胀土和耕植土）不能用的回填土。（软粘土，膨胀土和耕植土）第6页/共38页第七页，共38页。

7、五、重力五、重力五、重力五、重力(zhngl)(zhngl)(zhngl)(zhngl)式挡土墙的式挡土墙的式挡土墙的式挡土墙的布置布置布置布置重力式挡土墙的布置重力式挡土墙的布置重力式挡土墙的布置重力式挡土墙的布置(bzh)(bzh)主要指：纵向布置主要指：纵向布置主要指：纵向布置主要指：纵向布置(bzh)(bzh)和和和和平面布置平面布置平面布置平面布置(bzh)(bzh)第7页/共38页第八页，共38页。六、防水六、防水六、防水六、防水(fn shu)(fn shu)(fn shu)(fn shu)排水设计排水设计排水设计排水设计排排水水不不良良会会使使墙墙后后地地下下水水位位提提高高，

8、一一方方面面增增加加静静水水压压力力；另另一一方方面面使使土土的的抗抗剪剪强强度度降降低低，增增大大土土压压力力而而造造成成挡挡土土墙墙失失稳稳。一一般般要要在在墙墙顶顶，坡坡脚脚设设截截水水沟沟(shu u)，墙墙体体上上设设排排水水孔孔，间间距距为为23m，外外斜斜5%，孔孔的的尺尺寸寸宜宜100mm。墙前设排水沟。墙前设排水沟(shu u)。泄水孔泄水孔粘土夯实粘土夯实滤水层滤水层泄水孔泄水孔粘土夯实粘土夯实粘土夯实粘土夯实截水沟截水沟第8页/共38页第九页，共38页。七、重力七、重力七、重力七、重力(zhngl)(zhngl)(zhngl)(zhngl)式挡土墙的验式挡土墙的验式挡土墙

9、的验式挡土墙的验算算算算墙体抗倾覆墙体抗倾覆(qngf)稳定验稳定验算算墙体抗滑移墙体抗滑移(hu y)稳定验稳定验算算地基承载力验算地基承载力验算墙身强度验算墙身强度验算第9页/共38页第十页，共38页。挡土墙抗倾覆稳定验算挡土墙抗倾覆稳定验算 挡土墙在土压力挡土墙在土压力(yl)作用下可能绕墙趾作用下可能绕墙趾O点向外倾覆。点向外倾覆。zfEaEazEaxGaa0dOx0 xfbz抗倾覆抗倾覆(qngf)(qngf)稳定条件稳定条件第10页/共38页第十一页，共38页。挡土墙抗滑移稳定验算挡土墙抗滑移稳定验算 挡土墙在土压力挡土墙在土压力(yl)作用下可能沿基础底面发生滑动。作用下可能沿基

10、础底面发生滑动。抗滑稳定抗滑稳定(wndng)验算条件验算条件EaEanEatdGGnGtaa0O为基底摩擦系数，根据(gnj)土的类别查表得到第11页/共38页第十二页，共38页。挡土墙的地基承载力验算挡土墙的地基承载力验算 挡挡土土墙墙的的地地基基承承载载力力验验算算与与一一般般偏偏心心受受压压基基础础的的验验算算方方法法相相同同，先先求求出出基基底底(j d)压压力力分分布布，再再按按浅浅基基础础同同样样的的方方法进行地基承载力验算。法进行地基承载力验算。EEaGEnEtmeO法法线线-0Gx0 xfEazEaxzf0pminpmaxpmax3cceb/2b/2bNO第12页/共38页第

11、十三页，共38页。挡土墙墙身强度验算（按砌体结构验算）挡土墙墙身强度验算（按砌体结构验算）重重力力式式挡挡土土墙墙通通常常需需验验算算薄薄弱弱截截面面(jimin)的的抗抗压压强强度度与与抗抗剪剪强强度度。如如取取图图中中I-I截截面面(jimin)作作为为验验算算截截面面(jimin)：IEaIOGEazEaxAhrceb/2b/2NO 计算出墙高为计算出墙高为hr的土压力的土压力Ea，墙体自重，墙体自重G；求出由求出由Ea、G构成的合力在构成的合力在I-I截面截面(jimin)上的产生的竖向分力上的产生的竖向分力N及其作用位置；及其作用位置；抗压验算：抗压验算：抗剪验算抗剪验算(yn su

12、n)第13页/共38页第十四页，共38页。本章本章(bn(bn zhn)zhn)作作业：业：7-17-17-2 7-2 7-37-37-117-117-127-127-137-13第14页/共38页第十五页，共38页。第八章第八章 土坡稳定土坡稳定(wndng)(wndng)分析分析第15页/共38页第十六页，共38页。一、概述(i sh)二、无粘性(zhn xn)土土坡的稳定分析三、粘性(zhn xn)土土坡的稳定分析四、增加坡体稳定性的措施主主 要要 内内 容容 第16页/共38页第十七页，共38页。坡肩 坡顶坡面坡角坡趾坡高1、土坡、土坡具有具有(jyu)倾斜倾斜面的土体面的土体一、概述

13、(i sh)土坡一般分为：天然土坡一般分为：天然(tinrn)土坡和人工土坡土坡和人工土坡第17页/共38页第十八页，共38页。（1 1）天然）天然）天然）天然(tinrn)(tinrn)土坡土坡土坡土坡 江、河、湖、海岸江、河、湖、海岸(hi n)坡坡一、概述一、概述(i sh)(i sh)第18页/共38页第十九页，共38页。山、岭、丘、岗、天然山、岭、丘、岗、天然(tinrn)坡坡（1）天然）天然(tinrn)土坡土坡一、概述一、概述(i sh)(i sh)第19页/共38页第二十页，共38页。挖方挖方(wfng)：沟、渠、坑、池：沟、渠、坑、池露露天天矿矿坑坑（2）人人 工工(rngn

14、g)土土坡坡一、概述一、概述(i sh)(i sh)第20页/共38页第二十一页，共38页。填方填方(tin fn)(tin fn)：堤、坝、路基、堆料：堤、坝、路基、堆料小浪底土石坝小浪底土石坝一、概述一、概述(i sh)(i sh)（2）人人 工工(rngng)土土坡坡第21页/共38页第二十二页，共38页。2、滑坡、滑坡(hup)什么什么(shn me)是滑坡？是滑坡？为什么为什么(shn me)会滑坡？会滑坡？滑坡滑坡一部分土体在外因一部分土体在外因(wiyn)作用下，相对于另一部分土体滑动。作用下，相对于另一部分土体滑动。一、概述一、概述滑坡是重大的自然灾害，滑坡滑坡是重大的自然灾害

15、，滑坡的危害巨大的危害巨大。第22页/共38页第二十三页，共38页。滑坡滑坡(hup)的形式的形式第23页/共38页第二十四页，共38页。造成滑坡造成滑坡造成滑坡造成滑坡(hup)(hup)的原因的原因的原因的原因 （l l）外力的作用破坏了土体内原来的应力平衡状态。）外力的作用破坏了土体内原来的应力平衡状态。开挖、填筑、外荷载、土体内水的渗流、地震力的作用等开挖、填筑、外荷载、土体内水的渗流、地震力的作用等 （2 2）土的抗剪强度）土的抗剪强度(qingd)(qingd)由于受到外界各种因素的影响而降由于受到外界各种因素的影响而降低，低，促使土坡失稳破坏。促使土坡失稳破坏。气候条件的变化、雨

16、水的浸入、土的液化或触变等。气候条件的变化、雨水的浸入、土的液化或触变等。第24页/共38页第二十五页，共38页。影响土坡稳定影响土坡稳定影响土坡稳定影响土坡稳定(wndng)(wndng)的因的因的因的因素素素素影响土坡稳定有多种因素，包括土坡的边界条件、土质条件和影响土坡稳定有多种因素，包括土坡的边界条件、土质条件和影响土坡稳定有多种因素，包括土坡的边界条件、土质条件和影响土坡稳定有多种因素，包括土坡的边界条件、土质条件和外界条件。具体因素分述如下：外界条件。具体因素分述如下：外界条件。具体因素分述如下：外界条件。具体因素分述如下：1 1、土坡坡度、土坡坡度、土坡坡度、土坡坡度2 2、土坡

17、高度、土坡高度、土坡高度、土坡高度 H H 越小，土坡越稳定；越小，土坡越稳定；越小，土坡越稳定；越小，土坡越稳定；3 3、土的性质、土的性质、土的性质、土的性质(xngzh)(xngzh)其性质其性质其性质其性质(xngzh)(xngzh)越好，土坡越稳定；越好，土坡越稳定；越好，土坡越稳定；越好，土坡越稳定；4 4、气象条件、气象条件、气象条件、气象条件 晴朗干燥土的强度大，稳定性好；晴朗干燥土的强度大，稳定性好；晴朗干燥土的强度大，稳定性好；晴朗干燥土的强度大，稳定性好；5 5、地下水的渗透、地下水的渗透、地下水的渗透、地下水的渗透 土坡中存在与滑动方向渗透力；土坡中存在与滑动方向渗透力

18、；土坡中存在与滑动方向渗透力；土坡中存在与滑动方向渗透力；6 6、强烈地震、强烈地震、强烈地震、强烈地震 在地震区遇强烈地震，会使土的强度降低，且地震力或使土在地震区遇强烈地震，会使土的强度降低，且地震力或使土在地震区遇强烈地震，会使土的强度降低，且地震力或使土在地震区遇强烈地震，会使土的强度降低，且地震力或使土体产生孔隙水压力，则对土坡稳定性不利。体产生孔隙水压力，则对土坡稳定性不利。体产生孔隙水压力，则对土坡稳定性不利。体产生孔隙水压力，则对土坡稳定性不利。第25页/共38页第二十六页，共38页。紫坪铺水库2号泄洪洞出口(ch ku)滑坡第26页/共38页第二十七页，共38页。云南徐村水电

19、站溢洪道土坡滑坡云南徐村水电站溢洪道土坡滑坡云南徐村水电站溢洪道土坡滑坡云南徐村水电站溢洪道土坡滑坡(hup)(hup)第27页/共38页第二十八页，共38页。1 1 1 1基本假设基本假设基本假设基本假设 均质砂性土构成均质砂性土构成均质砂性土构成均质砂性土构成(guchng)(guchng)(guchng)(guchng)的土坡，的土坡，的土坡，的土坡，破坏时滑动面大多近似于平面破坏时滑动面大多近似于平面破坏时滑动面大多近似于平面破坏时滑动面大多近似于平面二、无粘性二、无粘性(zhn xn)(zhn xn)土土坡的稳定分析土土坡的稳定分析B CATTWNl第28页/共38页第二十九页，共3

20、8页。滑动土体滑动土体滑动土体滑动土体ABCABCABCABC的重力为：的重力为：的重力为：的重力为：W W W W在滑动面在滑动面在滑动面在滑动面ACACACAC上的平均法向分力上的平均法向分力上的平均法向分力上的平均法向分力N N N N及由此产生的抗滑力及由此产生的抗滑力及由此产生的抗滑力及由此产生的抗滑力TTTT为：为：为：为：W W W W在滑动面在滑动面在滑动面在滑动面ACACACAC上产生的平均下滑力上产生的平均下滑力上产生的平均下滑力上产生的平均下滑力T T T T为：为：为：为：土坡的滑动稳定安全系数土坡的滑动稳定安全系数土坡的滑动稳定安全系数土坡的滑动稳定安全系数K K K

21、 K为：为：为：为：安全系数安全系数安全系数安全系数K K K K随倾角随倾角随倾角随倾角a a a a而变化，而与坡高而变化，而与坡高而变化，而与坡高而变化，而与坡高H H H H无关。当无关。当无关。当无关。当a=b a=b a=b a=b 时滑动稳定安时滑动稳定安时滑动稳定安时滑动稳定安全系数最小，工程中一般全系数最小，工程中一般全系数最小，工程中一般全系数最小，工程中一般(ybn)(ybn)(ybn)(ybn)要求要求要求要求K1.1K1.1K1.1K1.11.51.51.51.5。第29页/共38页第三十页，共38页。三、粘性三、粘性三、粘性三、粘性(zhn xn)(zhn xn)(

22、zhn xn)(zhn xn)土土坡稳定性分析土土坡稳定性分析土土坡稳定性分析土土坡稳定性分析n n强度参数：粘聚力强度参数：粘聚力C C，内摩擦角，内摩擦角n n破破坏坏形形式式：危危险险滑滑裂裂面面位位置置在在土土坡坡深深处处，对对于于均均匀匀土土坡坡，在平面应变条件下，其滑动在平面应变条件下，其滑动(hudng)(hudng)面可用一圆弧近似。面可用一圆弧近似。OR第30页/共38页第三十一页，共38页。目前常用的方法有：瑞典圆弧法、条分法、毕肖目前常用的方法有：瑞典圆弧法、条分法、毕肖目前常用的方法有：瑞典圆弧法、条分法、毕肖目前常用的方法有：瑞典圆弧法、条分法、毕肖(b xio)(b

23、 xio)(b xio)(b xio)普法以普法以普法以普法以及传递系数法等。及传递系数法等。及传递系数法等。及传递系数法等。对于均质简单土坡，其圆弧滑动体的稳定分析可采用整体稳定分对于均质简单土坡，其圆弧滑动体的稳定分析可采用整体稳定分对于均质简单土坡，其圆弧滑动体的稳定分析可采用整体稳定分对于均质简单土坡，其圆弧滑动体的稳定分析可采用整体稳定分析法进行。所谓简单土坡是指土坡顶面与底面水平，坡面析法进行。所谓简单土坡是指土坡顶面与底面水平，坡面析法进行。所谓简单土坡是指土坡顶面与底面水平，坡面析法进行。所谓简单土坡是指土坡顶面与底面水平，坡面BCBCBCBC为为为为一平面的土坡。一平面的土坡

24、。一平面的土坡。一平面的土坡。分析左图所示均质简单土坡，若可能的圆弧滑动面为AD，其圆心为O，滑动圆弧半径为R。滑动土体ABCD的重力(zhngl)为W，它是促使土坡滑动的滑动力。沿着滑动面AD上分布土的抗剪强度f将形成抗滑力T。将滑动力W及抗滑力f 分别对滑动面圆心O取矩，得滑动力矩Ms及抗滑力矩Mr。整体整体(zhngt)圆弧滑动法：圆弧滑动法：K.E.Petterson,1915第31页/共38页第三十二页，共38页。瑞典瑞典瑞典瑞典(ru di(ru di n)n)条条条条分法分法分法分法假定条块间的作用力大小相等(xingdng)，方向现方向相反，相互抵消。根据(gnj)径向力的平衡

25、关系：根据滑弧面上的极限平衡关系：重力力矩：抗力力矩：第32页/共38页第三十三页，共38页。根据力矩平衡(pnghng)关系：瑞典条分法是忽略了条间作用力的一种简化方法，它只满足(mnz)了力矩平衡关系，而不满足(mnz)力的平衡关系。第33页/共38页第三十四页，共38页。传递传递传递传递(chund)(chund)系系系系数法数法数法数法假定条块间的作用力的合力作用在条间高假定条块间的作用力的合力作用在条间高度度(god)的中点处，方向与该土条底面的中点处，方向与该土条底面平行。平行。根据根据(gnj)力的平衡关力的平衡关系：系：Ti又可以表达为：又可以表达为：传递系数传递系数i第34页

26、/共38页第三十五页，共38页。1 1、增加抗力、增加抗力、增加抗力、增加抗力 坡底堆载、设置挡墙、埋设抗滑桩、增设坡底堆载、设置挡墙、埋设抗滑桩、增设坡底堆载、设置挡墙、埋设抗滑桩、增设坡底堆载、设置挡墙、埋设抗滑桩、增设(zn(zn sh)sh)锚杆、固化土体等。锚杆、固化土体等。锚杆、固化土体等。锚杆、固化土体等。2 2、减小下滑力、减小下滑力、减小下滑力、减小下滑力 削坡、坡顶减荷、设置排水措施、降低浸削坡、坡顶减荷、设置排水措施、降低浸削坡、坡顶减荷、设置排水措施、降低浸削坡、坡顶减荷、设置排水措施、降低浸 润面等。润面等。润面等。润面等。四、增加四、增加四、增加四、增加(zngji

27、)(zngji)(zngji)(zngji)坡体稳定性的措施坡体稳定性的措施坡体稳定性的措施坡体稳定性的措施第35页/共38页第三十六页，共38页。本学期的课程内容全部本学期的课程内容全部(qunb)讲完！讲完！第36页/共38页第三十七页，共38页。考试考试(kosh)安排：安排：铁工铁工(tigng)桥梁组桥梁组时间：时间：1月月12日下午日下午地点：地点：7上上詹班詹班时间时间(shjin)：1月月12日下午日下午地点：地点：6202期末总复习：期末总复习：16周周三周周三考前答疑：考前答疑：1月月8日上午日上午9：3011：30 城市轨道与地下工程教研室城市轨道与地下工程教研室 （土木系系办公室对面）（土木系系办公室对面）第37页/共38页第三十八页，共38页。