土压力地基承载力和土坡稳定性概述.ppt

土压力、地基承载土压力、地基承载力和土坡稳定性力和土坡稳定性1土压力、地基承载力和土坡稳土压力、地基承载力和土坡稳定性定性第第1节节 概述概述第第2节节 挡土墙上的土压力挡土墙上的土压力第第3节节 朗肯土压力理论朗肯土压力理论第第4节节 库伦土压力理论库伦土压力理论第第5节节 挡土墙设计挡土墙设计第第6节节 地基破坏型式和地基承载力地基破坏型式和地基承载力第第7节节 土坡的稳定性分析土坡的稳定性分析2第第1节节 概概 述述 挡土墙挡土墙是防止土体坍塌的是防止土体坍塌的构筑物，在工程建设领域得到广泛应用构筑物，在工程建设领域得到广泛应用 挡土墙的结构型式可以分为挡土墙的结构型式可以分为重力式重力式、、悬臂式悬臂式和和扶壁式扶壁式 土压力土压力是指挡土墙后的填土因自重或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外荷载作用对墙背产生的侧向压力3 土压力是挡土墙的主要外土压力是挡土墙的主要外荷载，所以设计挡土墙时首先荷载，所以设计挡土墙时首先要确定土压力的性质、大小、方向和作用点要确定土压力的性质、大小、方向和作用点。

土土压压力力主动土压力主动土压力静止土压力静止土压力被动土压力被动土压力4 地基承载力地基承载力是指地基承受是指地基承受建筑物荷载的能力地基在建建筑物荷载的能力地基在建筑物荷载作用下，如果发生剪切破坏，就会筑物荷载作用下，如果发生剪切破坏，就会对建筑物的稳定性产生不利的影响因此，对建筑物的稳定性产生不利的影响因此，在地基计算中，应验算地基的承载力在地基计算中，应验算地基的承载力土土坡坡天然土坡天然土坡人工土坡人工土坡5 由于内在或外在因素的影响，由于内在或外在因素的影响，土坡可能发生局部土体的滑动失土坡可能发生局部土体的滑动失稳，造成事故并危及人身安全因此，应验稳，造成事故并危及人身安全因此，应验算边坡的稳定性，必要时应采取适当的工程算边坡的稳定性，必要时应采取适当的工程措施来保证边坡的稳定性措施来保证边坡的稳定性6第第2节节 挡土墙上的挡土墙上的 土压力土压力 挡土墙上的土压力的大小和分布受到挡土墙上的土压力的大小和分布受到墙体可能的移动方向、墙后填土的种类、墙体可能的移动方向、墙后填土的种类、填土面的形式等因素的影响。

填土面的形式等因素的影响 根据墙的根据墙的位移情况位移情况和墙后土体所处的和墙后土体所处的应力状态应力状态，土压力可分为以下三种：，土压力可分为以下三种：7 1.主动土压力主动土压力：当挡土墙：当挡土墙向向离开土体方向离开土体方向偏移至土体达到偏移至土体达到极极限平衡状态时限平衡状态时，作用在墙上的土压力，一般，作用在墙上的土压力，一般用用Ea表示 2.被动土压力被动土压力：当挡土墙：当挡土墙向土体方向向土体方向偏偏移至土体达到移至土体达到极限平衡状态时极限平衡状态时，作用在挡土，作用在挡土墙上的土压力，用墙上的土压力，用Ep表示 3.静止土压力静止土压力：当挡土墙静止不动，土：当挡土墙静止不动，土体处于体处于弹性平衡状态时弹性平衡状态时，土对墙的压力，用，土对墙的压力，用E0表示8滑滑 动动 面面Ea主动土压力主动土压力9滑滑 动动 面面Ep被动土压力被动土压力10E0静止土压力静止土压力11 试验研究表明：在相同条件试验研究表明：在相同条件下，静止土压力大于主动土压力下，静止土压力大于主动土压力而小于被动土压力，即有而小于被动土压力，即有Ea

位移量12※ 静止土压力的计算静止土压力的计算 在填土表面下任意深度在填土表面下任意深度z处处的静止土压力强度可按下式计算：的静止土压力强度可按下式计算： 由上式可知，静止土压力沿墙高呈三角由上式可知，静止土压力沿墙高呈三角形分布作用在单位墙长上的静止土压力为：形分布作用在单位墙长上的静止土压力为：13E0H静止土压力的分布静止土压力的分布14第第3节节 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是根据是根据半空间的应力半空间的应力状态状态和和土的极限平衡条件土的极限平衡条件而得出的土压力而得出的土压力计算方法计算方法 研究一表面为水平面的半空间（土体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）当整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，各点都处于个土体都处于静止状态时，各点都处于弹弹性平衡状态性平衡状态15竖直截面上的法向应力为：竖直截面上的法向应力为： 在离地表为在离地表为z深度处取一单深度处取一单元体，单元体水平截面上的法元体，单元体水平截面上的法向应力等于该处土的向应力等于该处土的自重应力自重应力，即，即16 由于为半空间，所以土体内由于为半空间，所以土体内每一竖直面都是每一竖直面都是对称面对称面，因此竖，因此竖直截面和水平截面上的剪应力都等于零，因直截面和水平截面上的剪应力都等于零，因而相应截面上的法向应力而相应截面上的法向应力 z和和 x都是都是主应力主应力，，此时的应力状态可用莫尔圆表示。

由于该点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处于弹性平衡状态，所以莫尔圆位于抗剪强度包线（破坏包线）的下方度包线（破坏包线）的下方170  zK0  z弹性平衡状态时的莫尔圆弹性平衡状态时的莫尔圆18 如果使整个土体在水平方如果使整个土体在水平方向均匀向均匀伸展伸展（（ x x减小减小））或或压缩压缩（（ x x增大增大），直到土体由弹性平衡状态转为），直到土体由弹性平衡状态转为塑性平衡状态塑性平衡状态 1.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 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 x却逐渐却逐渐减减小小，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（称为主动主动朗肯状态朗肯状态）19 此时，此时， x达到最低限值达到最低限值 a，， a是小主应力，是小主应力， z是大主应力，是大主应力，莫尔圆与抗剪强度包线（破坏包线）莫尔圆与抗剪强度包线（破坏包线）相切相切。

剪切破坏面与剪切破坏面与水平面水平面的夹角为的夹角为 200  zK0  z a主动朗肯状态时的莫尔圆主动朗肯状态时的莫尔圆21 2.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上述单元体在水平截面上的法向应力法向应力 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 x却逐渐却逐渐增大增大，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（称为被动朗肯状态被动朗肯状态）此时，）此时， x达到最高达到最高限值限值 p，， p是大主应力，是大主应力， z是小主应力，莫是小主应力，莫尔圆与抗剪强度包线（破坏包线）尔圆与抗剪强度包线（破坏包线）相切相切剪切破坏面与切破坏面与竖直面竖直面的夹角为的夹角为 220  zK0  z p被动朗肯状态时的莫尔圆被动朗肯状态时的莫尔圆230  zK0  z a p三种状态时的莫尔圆三种状态时的莫尔圆24 朗肯将上述原理应用于朗肯将上述原理应用于挡土墙的土压力计算中，设挡土墙的土压力计算中，设想用想用墙背直立墙背直立的挡土墙代替半空间左边的土。

的挡土墙代替半空间左边的土如果墙背与土的接触面上满足如果墙背与土的接触面上满足剪应力为零剪应力为零的的边界应力条件边界应力条件以及产生主动或被动朗肯状态以及产生主动或被动朗肯状态的的边界变形条件边界变形条件，由此可推导出主动和被动，由此可推导出主动和被动土压力计算公式而如果挡土墙静止不动，土压力计算公式而如果挡土墙静止不动，则墙后土体的应力状态不变则墙后土体的应力状态不变25※ 朗肯土压力理论的假设：朗肯土压力理论的假设： 1.挡土墙背面竖直；挡土墙背面竖直； 2.墙背光滑；墙背光滑； 3.墙后填土面水平墙后填土面水平一、主动土压力一、主动土压力 由莫尔由莫尔- -库伦强度理论知，当土体中某库伦强度理论知，当土体中某点处于极限平衡状态时，大主应力点处于极限平衡状态时，大主应力 1和小主和小主应力应力 3之间满足：之间满足：26 1.无粘性土无粘性土27 2.粘性土粘性土28 当挡土墙偏离土体时，由当挡土墙偏离土体时，由于墙后土体中离地表深度于墙后土体中离地表深度z处处的竖向应力（大主应力）的竖向应力（大主应力） 不变，而水不变，而水平应力平应力 x却逐渐减小直至进入却逐渐减小直至进入主动朗肯状态主动朗肯状态，，此时此时 x为小主应力为小主应力 a ，由极限平衡条件公式，由极限平衡条件公式可得可得 1.无粘性土无粘性土29 2. 粘性土粘性土30 由以上公式可知：由以上公式可知： 1.无粘性土的主动土压力无粘性土的主动土压力强度与强度与z成正比，沿墙高的压力呈三角形分布。

成正比，沿墙高的压力呈三角形分布如取单位墙长，则主动土压力为：如取单位墙长，则主动土压力为：31EaH无粘性土的主动土压力强度分布图无粘性土的主动土压力强度分布图32 2.粘性土的主动土压力粘性土的主动土压力强度包括两部分：一部分是强度包括两部分：一部分是由自重引起的土压力强度由自重引起的土压力强度 ，另一部分是，另一部分是由粘聚力引起的负侧压力强度由粘聚力引起的负侧压力强度 ，这，这两部分土压力叠加的结果如下图所示两部分土压力叠加的结果如下图所示33EaH粘性土的主动土压力强度分布图粘性土的主动土压力强度分布图adebc34 其中其中ade部分是负侧压力，部分是负侧压力，对墙背而言是对墙背而言是拉力拉力，但实际上，但实际上墙与土在很小的拉力作用下就会分离，从而墙与土在很小的拉力作用下就会分离，从而造成土压力为零所以粘性土的土压力分布造成土压力为零所以粘性土的土压力分布仅是仅是abc部分 a点离填土面的的深度点离填土面的的深度z0称为称为临界深度临界深度，，在填土面无荷载的条件下，可令在填土面无荷载的条件下，可令 a=0求得求得z0的值，可得的值，可得35如取单位墙长计算，主动土压力如取单位墙长计算，主动土压力Ea为：为：36二、被动土压力二、被动土压力 当墙受到外力作用而推向当墙受到外力作用而推向土体时，填土中任意一点的竖向应力土体时，填土中任意一点的竖向应力 仍不变，而水平向应力仍不变，而水平向应力 x却逐渐增大，直至却逐渐增大，直至出现出现被动朗肯状态被动朗肯状态。

此时，此时， x达最大限值达最大限值 p ，因此，因此 p是大主应力，也就是被动土压力强是大主应力，也就是被动土压力强度，而度，而 z则是小主应力由极限平衡条件公则是小主应力由极限平衡条件公式可得式可得37 1. 无粘性土无粘性土 2. 粘性土粘性土38 从以上公式可知：无粘性土从以上公式可知：无粘性土的被动土压力强度呈的被动土压力强度呈三角形分布三角形分布；；粘性土的被动土压力强度呈粘性土的被动土压力强度呈梯形分布梯形分布如取单位墙长计算，则被动土压力可由下式计算：单位墙长计算，则被动土压力可由下式计算： 1.无粘性土无粘性土39 2.粘性土粘性土40Ep无粘性土的被动土压力强度分布图无粘性土的被动土压力强度分布图H41Ep粘性土的被动土压力强度分布图粘性土的被动土压力强度分布图42※ 当填土面有均布荷载时的当填土面有均布荷载时的土压力计算：土压力计算： 当挡土墙后填土面有连续均布荷载作用当挡土墙后填土面有连续均布荷载作用时，土压力的计算方法是时，土压力的计算方法是将均布荷载换算成将均布荷载换算成当量的土重当量的土重。

当填土面水平时，当量的土层当填土面水平时，当量的土层厚度为厚度为43Ea填土面有均布荷载的土压力计算填土面有均布荷载的土压力计算44第第4节节 库伦土压力理论库伦土压力理论 库伦土压力理论库伦土压力理论是根据墙后土体处于是根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一极限平衡状态并形成一滑动楔体滑动楔体时，从楔时，从楔体的体的静力平衡条件静力平衡条件得出的土压力计算理论得出的土压力计算理论※ 库伦土压力理论的基本假设：库伦土压力理论的基本假设： 1.墙后的填土是理想的散粒体（粘聚墙后的填土是理想的散粒体（粘聚力力c=0）；）； 2.滑动破坏面为一通过滑动破坏面为一通过墙踵墙踵的平面45一、主动土压力一、主动土压力 一般挡土墙的计算属于一般挡土墙的计算属于平面问题平面问题，故可沿墙的长度方向取，故可沿墙的长度方向取1m进行分进行分析当墙向前移动或转动而使墙后土体沿某析当墙向前移动或转动而使墙后土体沿某一破坏面破坏时，土楔向下滑动而处于主动一破坏面破坏时，土楔向下滑动而处于主动极限平衡状态此时，作用于土楔上的力有：极限平衡状态此时，作用于土楔上的力有：46按库伦理论求主动土压力按库伦理论求主动土压力WREWREACB47 1.土楔体的自重土楔体的自重 ；； 2.破坏面上的反力破坏面上的反力R；； 3.墙背对土楔体的反力墙背对土楔体的反力E；； 土楔体在上述三个力的作用下处于土楔体在上述三个力的作用下处于静力静力平衡状态平衡状态，必然构成一个闭合的力矢三角形，，必然构成一个闭合的力矢三角形， 由正弦定律便可得到由正弦定律便可得到E的值。

的值48 与与E大小相等、方向相反的大小相等、方向相反的作用力就是墙背上的土压力作用力就是墙背上的土压力 在上式中，除了滑动面与水平面的倾角在上式中，除了滑动面与水平面的倾角 外，其余量都是已知的常量外，其余量都是已知的常量 假定不同的滑动面可以得到不同的倾角假定不同的滑动面可以得到不同的倾角 ，从而得到一系列相应的土压力，从而得到一系列相应的土压力E49一、主动土压力一、主动土压力 一般挡土墙的计算属于一般挡土墙的计算属于平面问题平面问题，故可沿墙的长度方向取，故可沿墙的长度方向取1m进行分进行分析当墙向前移动或转动而使墙后土体沿某析当墙向前移动或转动而使墙后土体沿某一破坏面破坏时，土楔向下滑动而处于主动一破坏面破坏时，土楔向下滑动而处于主动极限平衡状态此时，作用于土楔上的力有：极限平衡状态此时，作用于土楔上的力有：50按库伦理论求主动土压力按库伦理论求主动土压力WREWREACB51 1.土楔体的自重土楔体的自重 ；； 2.破坏面上的反力破坏面上的反力R；； 3.墙背对土楔体的反力墙背对土楔体的反力E；； 土楔体在上述三个力的作用下处于土楔体在上述三个力的作用下处于静力静力平衡状态平衡状态，必然构成一个闭合的力矢三角形，，必然构成一个闭合的力矢三角形， 由正弦定律便可得到由正弦定律便可得到E的值。

的值52 与与E大小相等、方向相反的大小相等、方向相反的作用力就是墙背上的土压力作用力就是墙背上的土压力 在上式中，除了滑动面与水平面的倾角在上式中，除了滑动面与水平面的倾角 外，其余量都是已知的外，其余量都是已知的常量常量 假定不同的滑动面可以得到不同的倾角假定不同的滑动面可以得到不同的倾角 ，从而得到一系列相应的土压力，从而得到一系列相应的土压力E53 可以看出可以看出E是是 的函数E的最大值的最大值Emax即为墙背的即为墙背的主动土压力其所对应的滑动面即为土楔最主动土压力其所对应的滑动面即为土楔最危险的滑动面危险的滑动面 为求得为求得Emax ，可采用微分学中求极值的，可采用微分学中求极值的方法求方法求E的极大值，可令的极大值，可令54 解上式可以得到解上式可以得到Emax，，并得到并得到Emax所对应的挡土墙所对应的挡土墙后填土的破坏角后填土的破坏角  cr，即为真正滑动面的倾角即为真正滑动面的倾角 55 整理后可得到库伦主动土整理后可得到库伦主动土压力的一般表达式压力的一般表达式或或56 库伦主动土压力强度沿墙高库伦主动土压力强度沿墙高呈呈三角形分布三角形分布，主动土压力的作，主动土压力的作用点在用点在距墙底距墙底H/3处处。

当墙背垂直、光滑，填土面水平时，库当墙背垂直、光滑，填土面水平时，库伦主动土压力的一般表达式成为伦主动土压力的一般表达式成为 可见，在上述条件下，库伦主动土压力可见，在上述条件下，库伦主动土压力公式和朗肯公式相同公式和朗肯公式相同 57二、被动土压力二、被动土压力 当挡土墙受外力作用推向当挡土墙受外力作用推向填土，直至土体沿某一破裂面填土，直至土体沿某一破裂面BC破坏时，土破坏时，土楔楔ABC向上滑动，并处于向上滑动，并处于被动极限平衡状态被动极限平衡状态此时土楔此时土楔ABC在其自重在其自重W和反力和反力R和和E的作用的作用下平衡58按库伦理论求被动土压力按库伦理论求被动土压力WREWREACB59 按求主动土压力同样的原理按求主动土压力同样的原理可求得被动土压力的库伦公式为：可求得被动土压力的库伦公式为：或或60 库伦被动土压力强度沿墙高库伦被动土压力强度沿墙高呈呈三角形分布三角形分布，被动土压力的作，被动土压力的作用点在用点在距墙底距墙底H/3处处 被动土压力强度可按下式计算：被动土压力强度可按下式计算： 当墙背垂直、光滑，填土面水平时，库当墙背垂直、光滑，填土面水平时，库伦被动土压力的一般表达式成为伦被动土压力的一般表达式成为61 可见，在上述条件下，库伦可见，在上述条件下，库伦被动土压力公式和朗肯公式相同。

被动土压力公式和朗肯公式相同三、朗肯理论与库伦理论的比较三、朗肯理论与库伦理论的比较 朗肯理论与库伦理论建立在不同的假设朗肯理论与库伦理论建立在不同的假设基础上，用不同的分析方法计算土压力，只基础上，用不同的分析方法计算土压力，只有在最简单的情况下，采用这两种理论的计有在最简单的情况下，采用这两种理论的计算结果才相同，否则便得出不同的结果算结果才相同，否则便得出不同的结果62 1.朗肯土压力理论：朗肯土压力理论： （（1）是根据半空间的应力）是根据半空间的应力状态和土的极限平衡条件而得出的土压力计状态和土的极限平衡条件而得出的土压力计算方法 （（2）朗肯土压力理论假设：）朗肯土压力理论假设： a.挡土墙背面竖直；挡土墙背面竖直； b.墙背光滑；墙背光滑； c.墙后填土面为水平面墙后填土面为水平面63 （（3）对于粘性土和无粘性土）对于粘性土和无粘性土都可以直接用理论公式进行计算；都可以直接用理论公式进行计算； （（4）朗肯土压力理论概念明确，计算）朗肯土压力理论概念明确，计算简单，使用方便。

但由于其假设条件，造成简单，使用方便但由于其假设条件，造成使用范围有局限性另外，由于忽略了墙背使用范围有局限性另外，由于忽略了墙背与填土之间的摩擦，计算出的主动土压力偏与填土之间的摩擦，计算出的主动土压力偏大，被动土压力偏小大，被动土压力偏小64 2.库伦土压力理论：库伦土压力理论： （（1）是根据挡土墙后的）是根据挡土墙后的土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔体时，土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔体时，从楔体的静力平衡条件得出的土压力计算理从楔体的静力平衡条件得出的土压力计算理论 （（2）库伦土压力理论假设：）库伦土压力理论假设： a.挡土墙后的填土是理想的散粒体挡土墙后的填土是理想的散粒体（粘聚力（粘聚力c=0）；）； b.滑动破坏面为一通过墙踵的平面滑动破坏面为一通过墙踵的平面65 （（3）对于无粘性土可以直）对于无粘性土可以直接用理论公式进行计算，对于接用理论公式进行计算，对于粘性土则不能用理论公式直接计算粘性土的粘性土则不能用理论公式直接计算粘性土的土压力；土压力； （（4）库伦土压力理论考虑了墙背与土）库伦土压力理论考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填土面之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填土面倾斜的情况。

库伦理论假设墙后填土破坏时，倾斜的情况库伦理论假设墙后填土破坏时，破裂面是一平面，但实际情况却是一曲面，破裂面是一平面，但实际情况却是一曲面，采用库伦理论的计算结果与按滑动面为曲面采用库伦理论的计算结果与按滑动面为曲面的计算结果有出入的计算结果有出入66第第5节节 挡土墙设计挡土墙设计一、挡土墙的类型一、挡土墙的类型 挡土墙按结构型式可分为三种主要类挡土墙按结构型式可分为三种主要类型：型： 1.重力式挡土墙重力式挡土墙 重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定维持挡土墙在土压力作用下的稳定67 重力式挡土墙通常由块石或重力式挡土墙通常由块石或素混凝土砌筑而成，因而墙体抗素混凝土砌筑而成，因而墙体抗拉强度较小，作用于墙背的土压力所引起的拉强度较小，作用于墙背的土压力所引起的倾覆力矩全靠墙身自重产生的抗倾覆力矩来倾覆力矩全靠墙身自重产生的抗倾覆力矩来平衡，因此，墙身必须做成厚而重的实体才平衡，因此，墙身必须做成厚而重的实体才能保证其稳定，这样，墙身的体积和重量都能保证其稳定，这样，墙身的体积和重量都比较大。

比较大 重力式挡土墙具有结构简单，施工方便，重力式挡土墙具有结构简单，施工方便，能够就地取材等优点，是工程中应用较广的能够就地取材等优点，是工程中应用较广的一种型式一种型式68 2.悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙 悬臂式挡土墙一般用钢筋悬臂式挡土墙一般用钢筋混凝土建造，由三个悬臂板组成：混凝土建造，由三个悬臂板组成：立壁立壁、、墙墙趾悬臂趾悬臂和和墙踵悬臂墙踵悬臂墙的稳定性主要靠墙踵墙的稳定性主要靠墙踵底板上的土重，而墙体内的拉应力则由钢筋底板上的土重，而墙体内的拉应力则由钢筋承担这类挡土墙的优点是能充分利用钢筋承担这类挡土墙的优点是能充分利用钢筋混凝土的受力特性，墙体截面较小混凝土的受力特性，墙体截面较小69 3.扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙 当挡土墙后的填土比较高当挡土墙后的填土比较高时，为了增强悬臂式挡土墙中立壁的抗弯性时，为了增强悬臂式挡土墙中立壁的抗弯性能，常沿墙的纵向每隔一定距离设一道扶壁，能，常沿墙的纵向每隔一定距离设一道扶壁，故称为扶壁式挡土墙故称为扶壁式挡土墙70二、挡土墙的计算二、挡土墙的计算 挡土墙的截面一般按试算法确定，即先挡土墙的截面一般按试算法确定，即先根据挡土墙所处的条件凭经验初步拟定截面根据挡土墙所处的条件凭经验初步拟定截面尺寸，然后进行挡土墙的验算，如不满足要尺寸，然后进行挡土墙的验算，如不满足要求，则应改变截面尺寸或采取其他措施。

求，则应改变截面尺寸或采取其他措施71 挡土墙的计算通常包括下列挡土墙的计算通常包括下列内容：内容： 1.稳定性验算：包括抗倾覆和抗滑移稳稳定性验算：包括抗倾覆和抗滑移稳定验算；定验算； 2.地基的承载力验算；地基的承载力验算； 3.墙身强度验算墙身强度验算 72 1.稳定性验算稳定性验算 挡土墙的稳定性破坏通常挡土墙的稳定性破坏通常有两种形式，一种是在主动土压力作用下外有两种形式，一种是在主动土压力作用下外倾，对此应进行倾，对此应进行倾覆稳定性验算倾覆稳定性验算；另一种是；另一种是在土压力作用下沿基底外移，需进行在土压力作用下沿基底外移，需进行滑动稳滑动稳定性验算定性验算 a.倾覆稳定性验算：绕墙趾的抗倾覆力倾覆稳定性验算：绕墙趾的抗倾覆力矩与倾覆力矩之比称为矩与倾覆力矩之比称为抗倾覆安全系数抗倾覆安全系数Kt≥1.6 73 b.滑动稳定性验算：抗滑力滑动稳定性验算：抗滑力与滑动力之比称为与滑动力之比称为抗滑安全系数抗滑安全系数Ks ≥ 1.3。

2.地基承载力验算地基承载力验算 地基的承载力验算，要求同时满足基底地基的承载力验算，要求同时满足基底平均应力平均应力p≤f和基底最大压应力和基底最大压应力pmax≤1.2f（（f为地基承载力设计值）为地基承载力设计值）74 3.墙身强度验算墙身强度验算 墙身强度验算应根据墙身墙身强度验算应根据墙身材料分别按砌体结构、素混凝土结构或钢筋材料分别按砌体结构、素混凝土结构或钢筋混凝土结构的有关计算方法进行混凝土结构的有关计算方法进行75三、重力式挡土墙的体型选择三、重力式挡土墙的体型选择 和构造措施和构造措施（一）墙背的倾斜型式（一）墙背的倾斜型式 重力式挡土墙按墙背倾斜方向可分为重力式挡土墙按墙背倾斜方向可分为仰仰斜斜、、直立直立和和俯斜俯斜三种型式三种型式76仰斜墙背重力式挡土墙仰斜墙背重力式挡土墙77直立墙背重力式挡土墙直立墙背重力式挡土墙78俯斜墙背重力式挡土墙俯斜墙背重力式挡土墙79 对于不同倾斜方向墙背的对于不同倾斜方向墙背的挡土墙，如用相同的计算方法挡土墙，如用相同的计算方法和计算指标进行计算，其主动土压力以仰斜和计算指标进行计算，其主动土压力以仰斜为最小，直立居中，俯斜最大。

因此，就墙为最小，直立居中，俯斜最大因此，就墙背所受的主动土压力而言，背所受的主动土压力而言，仰斜墙背仰斜墙背较为合较为合理 如在开挖临时边坡以后筑墙，采用仰斜如在开挖临时边坡以后筑墙，采用仰斜墙背可与边坡紧密贴合，而俯斜墙背则需在墙背可与边坡紧密贴合，而俯斜墙背则需在墙背回填土，因此仰斜墙背比较合理墙背回填土，因此仰斜墙背比较合理80如果在填方地段筑墙，仰斜如果在填方地段筑墙，仰斜墙背填土的夯实比俯斜墙背墙背填土的夯实比俯斜墙背或直立墙背困难，此时，俯斜墙背和直立墙或直立墙背困难，此时，俯斜墙背和直立墙背比较合理背比较合理 从墙前地形的陡缓看，当墙前地形较为从墙前地形的陡缓看，当墙前地形较为平坦时，用仰斜墙背较为合理如果墙前地平坦时，用仰斜墙背较为合理如果墙前地形较陡，则宜用直立墙背因为俯斜墙背的形较陡，则宜用直立墙背因为俯斜墙背的土压力较大，而用仰斜墙背时，为了保证墙土压力较大，而用仰斜墙背时，为了保证墙趾有一定的入土深度，就要加高墙身，使砌趾有一定的入土深度，就要加高墙身，使砌筑工程量增加筑工程量增加81仰斜与俯斜墙背重力式仰斜与俯斜墙背重力式挡土墙的比较挡土墙的比较82 因此，墙背的倾斜型式应因此，墙背的倾斜型式应根据使用要求、地形和施工等根据使用要求、地形和施工等情况综合考虑确定：情况综合考虑确定： 1.仰斜墙背仰斜墙背主动土压力最小，墙身截面主动土压力最小，墙身截面经济，墙背可与开挖的临时边坡紧密贴合，经济，墙背可与开挖的临时边坡紧密贴合，但墙后填土的压实较为困难，因此多用于支但墙后填土的压实较为困难，因此多用于支挡挖方工程的边坡；挡挖方工程的边坡；83 2.俯斜墙背俯斜墙背主动土压力主动土压力最大，但墙后填土施工较为最大，但墙后填土施工较为方便，易于保证回填土质量而多用于填方工方便，易于保证回填土质量而多用于填方工程；程； 3.直立墙背直立墙背介于前两者之间，且多用于介于前两者之间，且多用于墙前原有地形较陡的情况，如山坡上建墙，墙前原有地形较陡的情况，如山坡上建墙，因此时仰斜墙身较高而入土较浅，俯斜墙则因此时仰斜墙身较高而入土较浅，俯斜墙则土压力较大。

土压力较大84（二）填土质量要求（二）填土质量要求 挡土墙的回填土料应尽量挡土墙的回填土料应尽量选择透水性较大的土，因为这类土的抗剪强选择透水性较大的土，因为这类土的抗剪强度较稳定，且易于排水度较稳定，且易于排水※ 填土压实质量填土压实质量是挡土墙施工中的一个关是挡土墙施工中的一个关键问题填土时应分层夯实填土时应分层夯实85第第6节节 地基破坏型式地基破坏型式 和地基承载力和地基承载力一、地基破坏型式一、地基破坏型式 在荷载作用下，建筑物地基的破坏通在荷载作用下，建筑物地基的破坏通常是由于承载力不足而引起的剪切破坏，常是由于承载力不足而引起的剪切破坏，地基剪切破坏的型式可分为地基剪切破坏的型式可分为整体剪切破坏整体剪切破坏、、局部剪切破坏局部剪切破坏和和冲剪破坏冲剪破坏三种86 1.整体剪切破坏整体剪切破坏 整体剪切破坏的特征是，整体剪切破坏的特征是，当基础上的荷载较小时，基底压力当基础上的荷载较小时，基底压力p与沉降与沉降s基本上呈基本上呈直线关系直线关系，属于，属于线性变形阶段线性变形阶段当荷载增加到某一数值时，在基础边缘处的土荷载增加到某一数值时，在基础边缘处的土开始发生剪切破坏，随着荷载的增加，剪切开始发生剪切破坏，随着荷载的增加，剪切破坏区逐渐扩大，这时压力与沉降之间呈破坏区逐渐扩大，这时压力与沉降之间呈曲曲线关系线关系，属，属弹塑性变形阶段弹塑性变形阶段。

87整体剪切破坏型式的整体剪切破坏型式的压力压力~沉降关系曲线沉降关系曲线ps088 如果基础上的荷载继续增如果基础上的荷载继续增加，剪切破坏区不断扩大，最加，剪切破坏区不断扩大，最终在地基中形成一连续的滑动面，基础急剧终在地基中形成一连续的滑动面，基础急剧下沉或向侧面倾倒，同时基础周围的地面隆下沉或向侧面倾倒，同时基础周围的地面隆起，此时属起，此时属塑性破坏阶段塑性破坏阶段，地基发生，地基发生整体剪整体剪切破坏切破坏89整体剪切破坏整体剪切破坏90 2.局部剪切破坏局部剪切破坏 局部剪切破坏是介于整体局部剪切破坏是介于整体剪切破坏和冲剪破坏之间的一种破坏型式剪切破坏和冲剪破坏之间的一种破坏型式剪切破坏也从基础边缘开始，但滑动面不发剪切破坏也从基础边缘开始，但滑动面不发展到地面，而是限制在地基内部某一区域，展到地面，而是限制在地基内部某一区域，基础四周地面也有隆起现象，但不会有明显基础四周地面也有隆起现象，但不会有明显的倾斜和倒塌压力和沉降关系曲线从一开的倾斜和倒塌压力和沉降关系曲线从一开始就呈现始就呈现非线性关系非线性关系91sp局部剪切破坏型式的局部剪切破坏型式的压力压力~沉降关系曲线沉降关系曲线092局部剪切破坏局部剪切破坏93 3.冲剪破坏冲剪破坏 冲剪破坏先是由于基础下冲剪破坏先是由于基础下软弱土的压缩变形使基础连续下沉，如荷载软弱土的压缩变形使基础连续下沉，如荷载继续增加到某一数值时，基础可能向下继续增加到某一数值时，基础可能向下“切切入入”到土中，基础侧面附近的土体因垂直剪到土中，基础侧面附近的土体因垂直剪切而破坏。

冲剪破坏时，地基中没有出现明切而破坏冲剪破坏时，地基中没有出现明显的连续滑动面，基础四周的地面不隆起，显的连续滑动面，基础四周的地面不隆起，基础没有很大的倾斜，压力与沉降的关系曲基础没有很大的倾斜，压力与沉降的关系曲线与局部剪切破坏的情况类似，不出现明显线与局部剪切破坏的情况类似，不出现明显的转折现象的转折现象94ps冲剪破坏型式的冲剪破坏型式的压力压力~沉降关系曲线沉降关系曲线095 地基剪切破坏的型式，主要与地基剪切破坏的型式，主要与土的压缩土的压缩性质有关性质有关一般地说，对于一般地说，对于坚硬坚硬或或密实密实的土，的土，地基将发生地基将发生整体剪切破坏整体剪切破坏；而对于松软土，；而对于松软土，将出现将出现局部剪切破坏局部剪切破坏或或冲剪破坏冲剪破坏96二、地基承载力二、地基承载力 地基承载力地基承载力是指地基承受是指地基承受荷载的能力在压力与沉降的关系曲线中，荷载的能力在压力与沉降的关系曲线中，整体剪切破坏的曲线有两个转折点，相应于整体剪切破坏的曲线有两个转折点，相应于a点的荷载称为点的荷载称为临塑荷载临塑荷载pcr，为地基土开始，为地基土开始出现剪切破坏时的基底压力；相应于出现剪切破坏时的基底压力；相应于b点的点的压力称为压力称为地基极限承载力地基极限承载力pu ，是地基承受基，是地基承受基础荷载的极限压力，当基底压力达到础荷载的极限压力，当基底压力达到pu时，时，地基就发生整体剪切破坏。

地基就发生整体剪切破坏97ps0abpupcr整体剪切破坏型式的整体剪切破坏型式的压力压力~沉降关系曲线沉降关系曲线98 工程上，为了保证建筑物工程上，为了保证建筑物的安全可靠，在基础设计时，的安全可靠，在基础设计时，必须把基底压力限制在某一范围之内，称为必须把基底压力限制在某一范围之内，称为地基容许承载力地基容许承载力，以，以pa表示，可由地基极限表示，可由地基极限承载力承载力pu除以安全系数除以安全系数K确定，即确定，即pa 是具有是具有一定安全储备的地基承载力一定安全储备的地基承载力99第第7节节 土坡的稳定性土坡的稳定性 分析分析 土坡的土坡的滑动滑动是指土坡在一定范围内整是指土坡在一定范围内整体地沿某一滑动面向下和向外移动而丧失体地沿某一滑动面向下和向外移动而丧失其稳定性其稳定性 土坡的失稳往往存在土坡的失稳往往存在外在外在和和内在内在两方两方面的因素面的因素100的的因因素素造造成成土土坡坡失失稳稳内在因素：内在因素：土体自身抗剪强度土体自身抗剪强度 的降低的降低外在因素：外在因素：剪应力的增加剪应力的增加※ 简单土坡简单土坡：土坡的顶面和底面都是水平：土坡的顶面和底面都是水平的，并伸至无穷远，土坡由均质土组成。

的，并伸至无穷远，土坡由均质土组成101坡底坡底坡脚坡脚坡面坡面坡肩坡肩坡顶坡顶坡高坡高简单土坡简单土坡坡角坡角102简单土坡的稳定性分析：简单土坡的稳定性分析： 1.无粘性土坡稳定性分析无粘性土坡稳定性分析 假设有一坡角为假设有一坡角为 的均质无粘性土坡，的均质无粘性土坡，坡体和地基都是同一种土，无粘性土的内摩坡体和地基都是同一种土，无粘性土的内摩擦角为擦角为 ，不考虑渗流的影响不考虑渗流的影响 由于无粘性土颗粒之间没有粘聚力，只由于无粘性土颗粒之间没有粘聚力，只有摩擦力，只要坡面不滑动，土坡就能保持有摩擦力，只要坡面不滑动，土坡就能保持稳定设在斜坡上的土颗粒稳定设在斜坡上的土颗粒M，其自重为，其自重为W103 WNT无粘性土的简单土坡无粘性土的简单土坡104抗滑力为抗滑力为抗滑力与滑动力之比称为抗滑力与滑动力之比称为稳定安全系数稳定安全系数K滑动力为滑动力为一般要求一般要求K>1.25~1.30105 2.粘性土的土坡稳定分析粘性土的土坡稳定分析 粘性土坡由于剪切破坏而产粘性土坡由于剪切破坏而产生的滑动面多数为曲面，一般在破坏前，坡生的滑动面多数为曲面，一般在破坏前，坡顶先产生张力裂缝，继而沿某一曲面产生整顶先产生张力裂缝，继而沿某一曲面产生整体滑动。

滑动体在纵向也有一定范围，并且体滑动滑动体在纵向也有一定范围，并且也是曲面为了简化，稳定分析中常假设滑也是曲面为了简化，稳定分析中常假设滑动面为圆筒面，并按平面问题进行分析粘动面为圆筒面，并按平面问题进行分析粘性土坡的稳定性分析常采用性土坡的稳定性分析常采用条分法条分法来进行分来进行分析106 大量计算结果表明，最危险大量计算结果表明，最危险滑弧两端距坡肩和坡脚各为滑弧两端距坡肩和坡脚各为0.1nH处，且最危险滑弧中心在处，且最危险滑弧中心在ab线的垂直平分线线的垂直平分线上1n0.1nH0.1nHabH1071.p135：：第第10行行“…，则墙后，则墙后土体的应力状态不变土体的应力状态不变由此可以推导出主由此可以推导出主动和被动土压力计算公式动和被动土压力计算公式而如果挡土墙静止不动，而如果挡土墙静止不动，第第5章章 内容勘误内容勘误1082.p137：公式（：公式（4-13）和（）和（4-14））中的中的K应为应为H3.p146：公式（：公式（4-30）） +1094.p150：第：第1行行“的一种形式的一种形式”型型110第第5章章 重点内容重点内容1.朗朗肯肯土土压压力力理理论论与与库库伦伦土土压压力力理理论论的的比较比较2.重力式挡土墙的体型选择原则重力式挡土墙的体型选择原则111第第5章章 作业作业p170：：4-2，，4-3112。