土压力理论和边坡稳定分析.pptx

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1、学习要求：学习要求：学习要求：学习要求：掌掌掌掌握握握握土土土土压压压压力力力力的的的的基基基基本本本本概概概概念念念念与与与与常常常常用用用用计计计计算算算算方方方方法法法法，初初初初步步步步具具具具备备备备将将将将土土土土压压压压力力力力理理理理论论论论应应应应用用用用于于于于一般工程问题的能力。一般工程问题的能力。一般工程问题的能力。一般工程问题的能力。1.1.掌握静止土压力、主动、被动土压力的形成条件；掌握静止土压力、主动、被动土压力的形成条件；掌握静止土压力、主动、被动土压力的形成条件；掌握静止土压力、主动、被动土压力的形成条件；2.2.掌握朗肯土压力理论和库仑土压力理论；掌握朗肯土

2、压力理论和库仑土压力理论；掌握朗肯土压力理论和库仑土压力理论；掌握朗肯土压力理论和库仑土压力理论；3.3.了解有超载、成层土、有地下水情况的土压力计算；了解有超载、成层土、有地下水情况的土压力计算；了解有超载、成层土、有地下水情况的土压力计算；了解有超载、成层土、有地下水情况的土压力计算；4.4.掌握土坡稳定分析的方法。掌握土坡稳定分析的方法。掌握土坡稳定分析的方法。掌握土坡稳定分析的方法。基本内容：基本内容：基本内容：基本内容：概述概述概述概述 静止土压力计算静止土压力计算静止土压力计算静止土压力计算 朗肯土压力理论朗肯土压力理论朗肯土压力理论朗肯土压力理论 库仑土压力理论库仑土压力理论库仑

3、土压力理论库仑土压力理论 挡土结构设计挡土结构设计挡土结构设计挡土结构设计 各种稳定分析问题各种稳定分析问题各种稳定分析问题各种稳定分析问题土压力理论和土坡稳定分析1第1页/共35页 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向压力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向压力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向压力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向压力。挡挡挡挡土土土土墙墙墙墙(或或或或挡挡挡挡土土土土结结结结构构构构)是是是是防防防防止止止止土土土土体体体体坍坍坍坍塌塌塌塌的的的的构构构构筑筑筑筑物物物物，在在在在

4、房房房房屋屋屋屋建建建建筑筑筑筑、水水水水利利利利、铁铁铁铁路路路路工工工工程程程程以以以以及及及及桥桥桥桥梁梁梁梁中中中中得得得得到到到到广广广广泛泛泛泛应应应应用用用用，由由由由于于于于土土土土压压压压力力力力是是是是挡挡挡挡土土土土墙墙墙墙的的的的主主主主要要要要外外外外荷荷荷荷载载载载。因因因因此此此此，设计挡土墙时首先要确定设计挡土墙时首先要确定设计挡土墙时首先要确定设计挡土墙时首先要确定土压力的性质、大小、方向和作用点土压力的性质、大小、方向和作用点土压力的性质、大小、方向和作用点土压力的性质、大小、方向和作用点。土土土土压压压压力力力力的的的的计计计计算算算算是是是是个个个个比比

5、比比较较较较复复复复杂杂杂杂的的的的问问问问题题题题。它它它它随随随随挡挡挡挡土土土土墙墙墙墙可可可可能能能能位位位位移移移移的的的的方方方方向向向向分分分分为为为为主主主主动土压力、被动土压力和静止土压力动土压力、被动土压力和静止土压力动土压力、被动土压力和静止土压力动土压力、被动土压力和静止土压力。土压力的大小还与墙后填土的性质、墙背倾斜方向等因素有关。土压力的大小还与墙后填土的性质、墙背倾斜方向等因素有关。土压力的大小还与墙后填土的性质、墙背倾斜方向等因素有关。土压力的大小还与墙后填土的性质、墙背倾斜方向等因素有关。土压力理论和土坡稳定分析2第2页/共35页简图1第3页/共35页简图2第

6、4页/共35页简图3第5页/共35页简图4第6页/共35页简图5第7页/共35页 挡挡挡挡土土土土墙墙墙墙土土土土压压压压力力力力的的的的大大大大小小小小及及及及其其其其分分分分布布布布规规规规律律律律受受受受到到到到墙墙墙墙体体体体可可可可能能能能的的的的移移移移动动动动方方方方向向向向、墙墙墙墙后后后后填填填填土土土土的的的的种种种种类类类类、填填填填土土土土面面面面的的的的形形形形式式式式、墙墙墙墙的的的的截截截截面面面面刚刚刚刚度度度度和和和和地地地地基基基基的的的的变变变变形形形形等等等等一一一一系系系系列列列列因因因因素素素素的的的的影影影影响响响响。根据墙的根据墙的根据墙的根据墙

7、的位移情况位移情况位移情况位移情况和和和和墙后土体所处的应力状态墙后土体所处的应力状态墙后土体所处的应力状态墙后土体所处的应力状态，土压力可分为以下三种：，土压力可分为以下三种：，土压力可分为以下三种：，土压力可分为以下三种：静静静静止止止止土土土土压压压压力力力力：当当当当挡挡挡挡土土土土墙墙墙墙静静静静止止止止不不不不动动动动，土土土土体体体体处处处处于于于于弹弹弹弹性性性性平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态时时时时，土土土土对对对对墙墙墙墙的的的的压力称为静止土压力，一般用压力称为静止土压力，一般用压力称为静止土压力，一般用压力称为静止土压力，一般用E E0 0表示表示表示表示 。主主主主

8、动动动动土土土土压压压压力力力力：当当当当挡挡挡挡土土土土墙墙墙墙向向向向离离离离开开开开土土土土体体体体方方方方向向向向偏偏偏偏移移移移至至至至土土土土体体体体达达达达到到到到极极极极限限限限平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态时时时时，作用在墙上的土压力称为主动土压力，一般用作用在墙上的土压力称为主动土压力，一般用作用在墙上的土压力称为主动土压力，一般用作用在墙上的土压力称为主动土压力，一般用E Ea a表示。表示。表示。表示。被被被被动动动动土土土土压压压压力力力力：当当当当挡挡挡挡土土土土墙墙墙墙向向向向土土土土体体体体方方方方向向向向偏偏偏偏移移移移至至至至土土土土体体体体达达达达到到到

9、到极极极极限限限限平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态时时时时，作作作作用在挡土墙上的土压力称为被动土压力，用用在挡土墙上的土压力称为被动土压力，用用在挡土墙上的土压力称为被动土压力，用用在挡土墙上的土压力称为被动土压力，用E Ep p表示。表示。表示。表示。土压力理论和土坡稳定分析3滑滑滑滑动动动动面面面面Ea滑滑滑滑动动动动面面面面EpE0第8页/共35页 挡土墙完全没有侧向位移、偏转和自身弯曲变形时，作用在其上的土压挡土墙完全没有侧向位移、偏转和自身弯曲变形时，作用在其上的土压挡土墙完全没有侧向位移、偏转和自身弯曲变形时，作用在其上的土压挡土墙完全没有侧向位移、偏转和自身弯曲变形时，作用在其

10、上的土压力即为力即为力即为力即为静止土压力静止土压力静止土压力静止土压力。1 1 1 1、地下室外墙、地下室外墙、地下室外墙、地下室外墙 通常地下室外墙，都有内隔墙支挡，墙位移与转角为零，按静止土压力通常地下室外墙，都有内隔墙支挡，墙位移与转角为零，按静止土压力通常地下室外墙，都有内隔墙支挡，墙位移与转角为零，按静止土压力通常地下室外墙，都有内隔墙支挡，墙位移与转角为零，按静止土压力计算。计算。计算。计算。2 2 2 2、岩基上的挡土墙、岩基上的挡土墙、岩基上的挡土墙、岩基上的挡土墙 挡土墙与岩石地基牢固联结，墙不可能位移与转动，按静止土压力计算。挡土墙与岩石地基牢固联结，墙不可能位移与转动，

11、按静止土压力计算。挡土墙与岩石地基牢固联结，墙不可能位移与转动，按静止土压力计算。挡土墙与岩石地基牢固联结，墙不可能位移与转动，按静止土压力计算。3 3 3 3、拱座、拱座、拱座、拱座 拱座不允许产生位移，故亦按静止土压力计算。拱座不允许产生位移，故亦按静止土压力计算。拱座不允许产生位移，故亦按静止土压力计算。拱座不允许产生位移，故亦按静止土压力计算。此外，水闸、船闸的边墙，因与闸底板连成整体，边墙位移可忽略不计，此外，水闸、船闸的边墙，因与闸底板连成整体，边墙位移可忽略不计，此外，水闸、船闸的边墙，因与闸底板连成整体，边墙位移可忽略不计，此外，水闸、船闸的边墙，因与闸底板连成整体，边墙位移可

12、忽略不计，也都按静止土压力计算。也都按静止土压力计算。也都按静止土压力计算。也都按静止土压力计算。此时墙后土体处于侧限应力状态此时墙后土体处于侧限应力状态此时墙后土体处于侧限应力状态此时墙后土体处于侧限应力状态(弹性平衡状态弹性平衡状态弹性平衡状态弹性平衡状态)，与土的自重应力状态，与土的自重应力状态，与土的自重应力状态，与土的自重应力状态相同。半无限土体中相同。半无限土体中相同。半无限土体中相同。半无限土体中z z深度处一点的应力状态，巳知其水平面和竖直面都是深度处一点的应力状态，巳知其水平面和竖直面都是深度处一点的应力状态，巳知其水平面和竖直面都是深度处一点的应力状态，巳知其水平面和竖直面

13、都是主应力面。主应力面。主应力面。主应力面。静止土压力计算1第9页/共35页静止土压力计算2 作用于该土单元上的竖直向主应力就是自重应力作用于该土单元上的竖直向主应力就是自重应力作用于该土单元上的竖直向主应力就是自重应力作用于该土单元上的竖直向主应力就是自重应力 z z=g g g gZ Z，则水平向自重，则水平向自重，则水平向自重，则水平向自重应力应力应力应力(静止土压力强度静止土压力强度静止土压力强度静止土压力强度)：式中，式中，式中，式中，K K0 0静止土压力系数，静止土压力系数，静止土压力系数，静止土压力系数，0 0 K K0 0 1 1。作用于单位长度墙上的静止土压力作用于单位长度

14、墙上的静止土压力作用于单位长度墙上的静止土压力作用于单位长度墙上的静止土压力E E0 0为：为：为：为：合力作用点位于合力作用点位于合力作用点位于合力作用点位于h h/3 3处，水平方向。处，水平方向。处，水平方向。处，水平方向。z地下室地下室地下室地下室 外墙外墙外墙外墙hE0h/3第10页/共35页主动土压力主动土压力主动土压力主动土压力(无粘性土无粘性土无粘性土无粘性土)作用于单位长度墙上的总主动土压力作用于单位长度墙上的总主动土压力作用于单位长度墙上的总主动土压力作用于单位长度墙上的总主动土压力E Ea a为：为：为：为：K Ka a主动土压力系数，主动土压力系数，主动土压力系数，主动

15、土压力系数，K Ka aKK0 0 E Ea a的作用点应在墙高的的作用点应在墙高的的作用点应在墙高的的作用点应在墙高的1 1/3 3处，处，处，处，水平方向。水平方向。水平方向。水平方向。墙体移动方向墙体移动方向墙体移动方向墙体移动方向(离开土体离开土体离开土体离开土体)主动土压力计算zhEah/3第11页/共35页被动土压力被动土压力被动土压力被动土压力(无粘性土无粘性土无粘性土无粘性土)作用于单位长度墙上的总被动土压力作用于单位长度墙上的总被动土压力作用于单位长度墙上的总被动土压力作用于单位长度墙上的总被动土压力E Ep p为：为：为：为：K Kp p被动土压力系数，被动土压力系数，被动

16、土压力系数，被动土压力系数，K Ka aKK0 0 K Kp pE Ep p的作用点应在墙高的的作用点应在墙高的的作用点应在墙高的的作用点应在墙高的1 1/3 3处，处，处，处，水平方向。水平方向。水平方向。水平方向。墙体移动方向墙体移动方向墙体移动方向墙体移动方向(挤压土体挤压土体挤压土体挤压土体)被动土压力计算zhEph/3第12页/共35页Ea土压力土压力E位移位移E0Ep三种土压力关系试验研究表明：试验研究表明：试验研究表明：试验研究表明：在相同条件下，静止土压力大于主动土压力而小于被动土压力在相同条件下，静止土压力大于主动土压力而小于被动土压力在相同条件下，静止土压力大于主动土压力而

17、小于被动土压力在相同条件下，静止土压力大于主动土压力而小于被动土压力 在相同条件下，产生被动土压力时所需的位移量远远大于产生主动土压在相同条件下，产生被动土压力时所需的位移量远远大于产生主动土压在相同条件下，产生被动土压力时所需的位移量远远大于产生主动土压在相同条件下，产生被动土压力时所需的位移量远远大于产生主动土压力时所需的位移量。力时所需的位移量。力时所需的位移量。力时所需的位移量。E Ea a E E0 0 E Ep p第13页/共35页Rankine土压力理论1基本原理基本原理基本原理基本原理 朗肯土压力理论是根据朗肯土压力理论是根据朗肯土压力理论是根据朗肯土压力理论是根据半空间的应力

18、状态半空间的应力状态半空间的应力状态半空间的应力状态和土的和土的和土的和土的极限平衡条件极限平衡条件极限平衡条件极限平衡条件而得出的而得出的而得出的而得出的土压力计算方法。土压力计算方法。土压力计算方法。土压力计算方法。研究一表面为水平面的半空间研究一表面为水平面的半空间研究一表面为水平面的半空间研究一表面为水平面的半空间(土体向下和沿水平方向都伸展至无穷土体向下和沿水平方向都伸展至无穷土体向下和沿水平方向都伸展至无穷土体向下和沿水平方向都伸展至无穷)。当整个土体都处于静止状态时，各点都处于弹性平衡状态。当整个土体都处于静止状态时，各点都处于弹性平衡状态。当整个土体都处于静止状态时，各点都处于

19、弹性平衡状态。当整个土体都处于静止状态时，各点都处于弹性平衡状态。基本假定基本假定基本假定基本假定 土体是具有水平表面土体是具有水平表面土体是具有水平表面土体是具有水平表面的半无限体，墙背竖直光的半无限体，墙背竖直光的半无限体，墙背竖直光的半无限体，墙背竖直光滑，采用这样假定的目的滑，采用这样假定的目的滑，采用这样假定的目的滑，采用这样假定的目的是控制墙后单元体在水平是控制墙后单元体在水平是控制墙后单元体在水平是控制墙后单元体在水平和竖直方向的主应力方向。和竖直方向的主应力方向。和竖直方向的主应力方向。和竖直方向的主应力方向。第14页/共35页 由于为半空间，所以土体内每一竖直面都是对称面，因

20、此由于为半空间，所以土体内每一竖直面都是对称面，因此由于为半空间，所以土体内每一竖直面都是对称面，因此由于为半空间，所以土体内每一竖直面都是对称面，因此竖直截面和水竖直截面和水竖直截面和水竖直截面和水平截面上的剪应力都等于零平截面上的剪应力都等于零平截面上的剪应力都等于零平截面上的剪应力都等于零，因而相应截面上的法向应力，因而相应截面上的法向应力，因而相应截面上的法向应力，因而相应截面上的法向应力 z z和和和和 x x都是主应力，都是主应力，都是主应力，都是主应力，此时的应力状态可用莫尔圆表示。由于该点处于弹性平衡状态，所以莫尔圆此时的应力状态可用莫尔圆表示。由于该点处于弹性平衡状态，所以莫

21、尔圆此时的应力状态可用莫尔圆表示。由于该点处于弹性平衡状态，所以莫尔圆此时的应力状态可用莫尔圆表示。由于该点处于弹性平衡状态，所以莫尔圆位于抗剪强度包线位于抗剪强度包线位于抗剪强度包线位于抗剪强度包线(破坏包线破坏包线破坏包线破坏包线)的下方。的下方。的下方。的下方。如果使整个土体在水平方向均匀如果使整个土体在水平方向均匀如果使整个土体在水平方向均匀如果使整个土体在水平方向均匀伸展伸展伸展伸展(x x减小减小减小减小)或或或或压缩压缩压缩压缩(x x增大增大增大增大)，直到土体由，直到土体由，直到土体由，直到土体由弹性平衡状态转为弹性平衡状态转为弹性平衡状态转为弹性平衡状态转为塑性平衡状态塑性

22、平衡状态塑性平衡状态塑性平衡状态。1.1.1.1.土体在水平方向伸展土体在水平方向伸展土体在水平方向伸展土体在水平方向伸展 上述单元体在水平截面上的法向应力上述单元体在水平截面上的法向应力上述单元体在水平截面上的法向应力上述单元体在水平截面上的法向应力 z z不变，而竖直截面上的法向应力不变，而竖直截面上的法向应力不变，而竖直截面上的法向应力不变，而竖直截面上的法向应力 x x却逐渐却逐渐却逐渐却逐渐减小减小减小减小，直至满足极限平衡条件为止，直至满足极限平衡条件为止，直至满足极限平衡条件为止，直至满足极限平衡条件为止(称为称为称为称为主动朗肯状态主动朗肯状态主动朗肯状态主动朗肯状态)。Ran

23、kine土压力理论20 zK0 z第15页/共35页 此时，此时，此时，此时，x x达到最低限值达到最低限值达到最低限值达到最低限值p pa a，p pa a是小主应力，是小主应力，是小主应力，是小主应力，z z是大主应力，莫尔圆与抗是大主应力，莫尔圆与抗是大主应力，莫尔圆与抗是大主应力，莫尔圆与抗剪强度包线剪强度包线剪强度包线剪强度包线(破坏包线破坏包线破坏包线破坏包线)相切相切相切相切。剪切破坏面与。剪切破坏面与。剪切破坏面与。剪切破坏面与水平面水平面水平面水平面的夹角为的夹角为的夹角为的夹角为0 zK0 zpaRankine土压力理论2 z z z z x x x x y y第16页/共

24、35页 2.2.2.2.土体在水平方向压缩土体在水平方向压缩土体在水平方向压缩土体在水平方向压缩 上述单元体在水平截面上的法向应力上述单元体在水平截面上的法向应力上述单元体在水平截面上的法向应力上述单元体在水平截面上的法向应力 z z不变而竖直截面上的法向应力不变而竖直截面上的法向应力不变而竖直截面上的法向应力不变而竖直截面上的法向应力 x x却逐渐却逐渐却逐渐却逐渐增大增大增大增大，直至满足极限平衡条件为止（称为，直至满足极限平衡条件为止（称为，直至满足极限平衡条件为止（称为，直至满足极限平衡条件为止（称为被动朗肯状态被动朗肯状态被动朗肯状态被动朗肯状态）。此时，）。此时，）。此时，）。此时

25、，x x达到最高限值达到最高限值达到最高限值达到最高限值p pp p，p pp p是大主应力，是大主应力，是大主应力，是大主应力，z z是小主应力，莫尔圆与抗剪强度包线是小主应力，莫尔圆与抗剪强度包线是小主应力，莫尔圆与抗剪强度包线是小主应力，莫尔圆与抗剪强度包线（破坏包线）（破坏包线）（破坏包线）（破坏包线）相切相切相切相切。剪切破坏面与。剪切破坏面与。剪切破坏面与。剪切破坏面与水平面水平面水平面水平面的夹角为的夹角为的夹角为的夹角为Rankine土压力理论20 zK0 zpp z z z z x x x x y y第17页/共35页极限平衡条件极限平衡条件极限平衡条件极限平衡条件Ranki

26、ne土压力理论3第18页/共35页主动土压力强度主动土压力强度主动土压力强度主动土压力强度B B点：点：点：点：p pa a=0 0时，求得临界深度：时，求得临界深度：时，求得临界深度：时，求得临界深度：单位长度墙上的总主动土压力为单位长度墙上的总主动土压力为单位长度墙上的总主动土压力为单位长度墙上的总主动土压力为合力点位于合力点位于合力点位于合力点位于 处，水平向左处，水平向左处，水平向左处，水平向左hABEaz0Rankine土压力理论4墙与土在很小的拉力墙与土在很小的拉力墙与土在很小的拉力墙与土在很小的拉力作用下就会分离作用下就会分离作用下就会分离作用下就会分离(一一一一般情况下认为土不

27、能般情况下认为土不能般情况下认为土不能般情况下认为土不能承受拉应力承受拉应力承受拉应力承受拉应力)，故在，故在，故在，故在计算土压力时，这部计算土压力时，这部计算土压力时，这部计算土压力时，这部分应忽去不计。分应忽去不计。分应忽去不计。分应忽去不计。第19页/共35页对于无粘性土，且土体表面无荷载的情况对于无粘性土，且土体表面无荷载的情况对于无粘性土，且土体表面无荷载的情况对于无粘性土，且土体表面无荷载的情况Rankine土压力理论5第20页/共35页对于无粘性土，且土体表面有荷载的情况对于无粘性土，且土体表面有荷载的情况对于无粘性土，且土体表面有荷载的情况对于无粘性土，且土体表面有荷载的情况

28、Rankine土压力理论6第21页/共35页被动土压力强度被动土压力强度被动土压力强度被动土压力强度A A点：点：点：点：B B点点点点：单位长度墙上的总主动土压力为单位长度墙上的总主动土压力为单位长度墙上的总主动土压力为单位长度墙上的总主动土压力为合力点位于形心处，水平向左合力点位于形心处，水平向左合力点位于形心处，水平向左合力点位于形心处，水平向左hABEpFRankine土压力理论7第22页/共35页对于无粘性土，且土体表面无荷载的情况对于无粘性土，且土体表面无荷载的情况对于无粘性土，且土体表面无荷载的情况对于无粘性土，且土体表面无荷载的情况Rankine土压力理论8第23页/共35页对

29、于无粘性土，且土体表面有荷载的情况对于无粘性土，且土体表面有荷载的情况对于无粘性土，且土体表面有荷载的情况对于无粘性土，且土体表面有荷载的情况Rankine土压力理论9第24页/共35页对于粘性土，且土体表面有荷载的情况对于粘性土，且土体表面有荷载的情况对于粘性土，且土体表面有荷载的情况对于粘性土，且土体表面有荷载的情况Rankine土压力理论10第25页/共35页填土中有地下水时的土压力计算填土中有地下水时的土压力计算填土中有地下水时的土压力计算填土中有地下水时的土压力计算 当墙后填土中有水时，需考虑地下水位以下的填土由于浮力作用使有效当墙后填土中有水时，需考虑地下水位以下的填土由于浮力作用

30、使有效当墙后填土中有水时，需考虑地下水位以下的填土由于浮力作用使有效当墙后填土中有水时，需考虑地下水位以下的填土由于浮力作用使有效重量减轻引起的土压力减小，水下填土部分采用浮容重进行计算。重量减轻引起的土压力减小，水下填土部分采用浮容重进行计算。重量减轻引起的土压力减小，水下填土部分采用浮容重进行计算。重量减轻引起的土压力减小，水下填土部分采用浮容重进行计算。在计算作用在墙背上的总压力中应包括水压力的作用。在计算作用在墙背上的总压力中应包括水压力的作用。在计算作用在墙背上的总压力中应包括水压力的作用。在计算作用在墙背上的总压力中应包括水压力的作用。Rankine土压力理论11砂土：水土分算砂土

31、：水土分算砂土：水土分算砂土：水土分算粘性土：水土合算粘性土：水土合算粘性土：水土合算粘性土：水土合算假设上假设上图中为图中为粘性土粘性土第26页/共35页填土为成层土时的土压力计算填土为成层土时的土压力计算填土为成层土时的土压力计算填土为成层土时的土压力计算 由于各层填土重度不同，使得填土竖向应力分布在土层交界面上出现转由于各层填土重度不同，使得填土竖向应力分布在土层交界面上出现转由于各层填土重度不同，使得填土竖向应力分布在土层交界面上出现转由于各层填土重度不同，使得填土竖向应力分布在土层交界面上出现转折由于各层填土粘聚力和内摩擦角不同，所以在计算主动或被动土压力系数折由于各层填土粘聚力和内

32、摩擦角不同，所以在计算主动或被动土压力系数折由于各层填土粘聚力和内摩擦角不同，所以在计算主动或被动土压力系数折由于各层填土粘聚力和内摩擦角不同，所以在计算主动或被动土压力系数时，需采用计算点所在土层的粘聚力和内摩擦角。时，需采用计算点所在土层的粘聚力和内摩擦角。时，需采用计算点所在土层的粘聚力和内摩擦角。时，需采用计算点所在土层的粘聚力和内摩擦角。Rankine土压力理论12第27页/共35页Rankine土压力理论13P0BCh1h2A第28页/共35页【例例例例】已知条件如图，求：作用在墙上的主动土压力已知条件如图，求：作用在墙上的主动土压力已知条件如图，求：作用在墙上的主动土压力已知条件

33、如图，求：作用在墙上的主动土压力E Ea a例题16m第29页/共35页【解解解解】求土压力强度求土压力强度求土压力强度求土压力强度求临界深度求临界深度求临界深度求临界深度作用点：作用点：作用点：作用点：方向：水平向左方向：水平向左方向：水平向左方向：水平向左主动土压力合力主动土压力合力主动土压力合力主动土压力合力E Ea a例题26mAB4.2kPa0.54mEa1.82m42.84kPa第30页/共35页【例例例例】求图示直立边坡可以保持稳定的最大高度。求图示直立边坡可以保持稳定的最大高度。求图示直立边坡可以保持稳定的最大高度。求图示直立边坡可以保持稳定的最大高度。(设土压力合力为零时的设

34、土压力合力为零时的设土压力合力为零时的设土压力合力为零时的高度为土坡可以自立的高度高度为土坡可以自立的高度高度为土坡可以自立的高度高度为土坡可以自立的高度)【解解解解】求土压力强度求土压力强度求土压力强度求土压力强度 当当当当z z=0 0时时时时 当当当当papa=0 0时，临界深度为时，临界深度为时，临界深度为时，临界深度为 所以所以所以所以例题3h第31页/共35页例题4【例例例例】挡土墙高挡土墙高挡土墙高挡土墙高7m7m，墙背竖直、光滑，墙后填土面水平，并作用有均布荷，墙背竖直、光滑，墙后填土面水平，并作用有均布荷，墙背竖直、光滑，墙后填土面水平，并作用有均布荷，墙背竖直、光滑，墙后填

35、土面水平，并作用有均布荷载载载载q q20kPa20kPa，各土层物理力学性质指标如图所示。试计算该挡土墙墙背总侧，各土层物理力学性质指标如图所示。试计算该挡土墙墙背总侧，各土层物理力学性质指标如图所示。试计算该挡土墙墙背总侧，各土层物理力学性质指标如图所示。试计算该挡土墙墙背总侧压力及其作用点位置，并绘出侧压力分布图。压力及其作用点位置，并绘出侧压力分布图。压力及其作用点位置，并绘出侧压力分布图。压力及其作用点位置，并绘出侧压力分布图。第32页/共35页第一层底部的土压力强度第一层底部的土压力强度第一层底部的土压力强度第一层底部的土压力强度：【解解解解】：因墙背竖直、光滑，填土面水平，符合朗

36、肯条件：因墙背竖直、光滑，填土面水平，符合朗肯条件：因墙背竖直、光滑，填土面水平，符合朗肯条件：因墙背竖直、光滑，填土面水平，符合朗肯条件填土表面的土压力强度：填土表面的土压力强度：填土表面的土压力强度：填土表面的土压力强度：第二层顶部的土压力强度：第二层顶部的土压力强度：第二层顶部的土压力强度：第二层顶部的土压力强度：例题5第33页/共35页又设临界深度为又设临界深度为又设临界深度为又设临界深度为z z0 0，则有：，则有：，则有：，则有：第二层底水压力强度：第二层底水压力强度：第二层底水压力强度：第二层底水压力强度：各点土压力强度绘于图中，总侧压力为：各点土压力强度绘于图中，总侧压力为：各点土压力强度绘于图中，总侧压力为：各点土压力强度绘于图中，总侧压力为：第二层底部的土压力强度：第二层底部的土压力强度：第二层底部的土压力强度：第二层底部的土压力强度：作用点至墙底的距离为作用点至墙底的距离为作用点至墙底的距离为作用点至墙底的距离为(或按材料力学求截面形心方法计算或按材料力学求截面形心方法计算或按材料力学求截面形心方法计算或按材料力学求截面形心方法计算)：例题6第34页/共35页感谢您的观看。第35页/共35页