土力学课件-第八章土压力与挡土墙

土力学课件-第八章土压力与挡土墙CONTENTS•土压力的基本概念•静止土压力•主动土压力•被动土压力•挡土墙的设计与构造•挡土墙的稳定性分析01土压力的基本概念土压力的定义土压力主动土压力被动土压力指作用在挡土结构物上的土压力，当挡土墙向离开土体方向偏移至当挡土墙向土体方向偏移至某一由土体自重和外力作用产生某一位置时，作用在墙上的土压位置时，作用在墙上的土压力达力达到极限平衡状态，此时墙后到极限平衡状态，此时墙后土体土体处于极限平衡状态，称为主处于极限平衡状态，称为被动土动土压力压力土压力的分类静止土压力主动土压力当挡土墙静止不动时，作用在墙上的土压力称为静止土压当挡土墙向离开土体方向偏移至某一位置时，作用在墙上力的土压力达到极限平衡状态，此时墙后土体处于极限平衡状态，称为主动土压力有效土压力附加土压力当挡土墙发生位移时，作用在墙上的土压力称为有效土压由于地面荷载或地震作用等外部因素引起的附加在挡土墙力上的土压力土压力的产生条件挡土墙的存在01挡土墙是产生土压力的必要条件，没有挡土墙就不存在土压力墙体位移02挡土墙发生位移是产生主动或被动土压力的必要条件，静止不动的挡土墙不会产生主动或被动土压力墙体与土壤之间的摩擦与粘结03墙体与土壤之间的摩擦力和粘结力是影响土压力大小的重要因素摩擦力使墙体受到向外的推力，而粘结力则使墙体受到向内的拉力02静止土压力静止土压力的概念静止土压力的大小与墙背的摩擦角、填土的容重、填土的相对密实度等因素有关静止土压力指挡土墙在无外力作用下，墙后填土处于静止状态时，作用在静止土压力是土压力理论墙背上的土压力的基础，对于理解挡土墙的工作原理和设计具有重要的意义静止土压力的计算方法计算公式静止土压力P0=γHKa，其中γ为填土容重，H为挡土墙高度，Ka为静止土压力系数，与墙背的摩擦角、填土的相对密实度等因素有关计算步骤先确定填土容重γ和挡土墙高度H，然后根据墙背的摩擦角和填土的相对密实度等因素计算静止土压力系数Ka，最后代入公式计算静止土压力P0注意事项计算时需考虑填土的压缩性和密实度变化对静止土压力的影响静止土压力的应用场景地基承载力分析在分析地基承载力时，需要考虑作用在地基上的静止土压力，以评估地基的挡土墙设计安全性和稳定性在挡土墙设计中，需要计算作用在墙背上的静止土压力，以确定挡土墙的尺边坡稳定性分析寸和配筋对于挡土墙后的边坡稳定性分析，静止土压力是一个重要的因素，需要考虑其作用以评估边坡的稳定性03主动土压力主动土压力的概念主动土压力指在挡土墙后填主动土压力随墙后填土的沉降主动土压力的大小与填土的性土达到主动极限平衡状态时，而增大，当填土沉降到一定程质、压实度、挡土墙的刚度和作用在挡土墙上的水平压力度时，主动土压力达到最大值位移有关主动土压力的计算方法朗肯主动土压力理论有限元法基于假设的极限平衡条件，通过比较通过建立挡土墙和填土的有限元模型，滑动楔体的静力平衡条件来计算主动模拟墙后填土的应力分布和变形，进土压力而计算主动土压力库仑主动土压力理论通过分析墙后填土的剪切破坏来计算主动土压力，考虑了墙后填土的抗剪强度主动土压力的应用场景边坡稳定性分析主动土压力的大小和分布对边坡稳挡土墙设计定性有重要影响，可以通过分析主动土压力来评估边坡的稳定性在土木工程中，主动土压力是设计挡土墙的重要依据，需要考虑挡土墙的稳定性、位移和裂缝等问题地下工程支护设计在地下工程中，主动土压力是设计支护结构的重要参数，需要考虑支护结构的承载能力和变形04被动土压力被动土压力的概念01被动土压力是指在挡土墙后填土受到墙背摩擦力作用而处于极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力02被动土压力是填土失去稳定、挡土墙后发生滑移和倾覆的临界状态下的土压力被动土压力的计算方法经典理论计算方法根据库仑土压力理论，通过假设墙背光滑、填土表面水平等条件，计算被动土压力的大小该方法简单易行，但假设条件与实际情况存在差异，计算结果可能存在误差有限元法利用数值计算方法，通过建立挡土墙和填土的有限元模型，模拟填土的应力状态和变形过程，从而得到被动土压力该方法考虑因素全面，精度较高，但计算复杂，需要借助专业软件实现被动土压力的应用场景挡土墙设计在土木工程中，被动土压力是挡土墙设计的重要考虑因素之一设计时应充分考虑被动土压力的作用，以确保挡土墙的稳定性和安全性边坡支护对于填方边坡或自然山坡，被动土压力也是边坡支护设计的重要依据通过合理利用被动土压力，可有效防止边坡滑移和坍塌深基坑支护在深基坑工程中，被动土压力对于维护基坑侧壁稳定具有重要作用合理利用被动土压力可降低支护结构的变形和失稳风险05挡土墙的设计与构造挡土墙的类型与选择类型重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、加筋土挡土墙、锚杆挡土墙和预应力锚杆挡土墙等选择根据工程地质条件、水文条件、挡土墙的用途和规模、施工条件和材料供应等综合考虑，选择合适的挡土墙类型挡土墙的设计原则与步骤设计原则保证挡土墙的稳定性、安全性和经济性，同时考虑施工的可行性设计步骤确定设计标准、确定墙高和墙顶宽度、确定墙背填料和计算土压力、设计墙身截面、设计排水系统等挡土墙的构造与施工方法构造挡土墙主要由墙身、基础、排水设施和回填料等组成施工方法根据所选挡土墙类型和地质条件，选择合适的施工方法，如砌筑法、浇筑法、爆扩法等06挡土墙的稳定性分析挡土墙的稳定性概念挡土墙的稳定性是指在各种外力作用下，能够保持其原有位置并防止墙后土体失稳的能力稳定性是挡土墙设计的重要因素，直接关系到工程的安全性和使用寿命影响挡土墙稳定性的因素主要包括土压力、水压力、地震力等外部作用力以及挡土墙自身的重量、墙高等内在因素挡土墙的稳定性分析方法极限平衡法通过分析土压力与挡土墙抗力的平衡关系，计算出挡土墙的安全系数，以此评估挡土墙的稳定性极限平衡法简单直观，适用于各种复杂形状的挡土墙有限元法利用有限元分析软件，将挡土墙和土体视为连续介质，通过离散化处理后进行数值分析有限元法可以模拟挡土墙在复杂应力状态下的变形和稳定性，具有较高的精度和可靠性提高挡土墙稳定性的措施增加挡土墙的重量通过增加墙体的厚度或采用重型材料，提高挡土墙的自重，从而增加其抗滑力和抗倾覆力矩设置抗滑桩和锚杆在挡土墙底设置抗滑桩或锚杆，利用桩或锚杆与土体的摩擦力来增加挡土墙的抗滑能力同时，锚杆还可以起到固定墙后土体的作用，提高其稳定性排水与固结措施采取有效的排水措施，降低墙后土体的含水量，提高其抗剪强度同时，对墙后土体进行固结处理，增加其承载力和稳定性谢谢您的聆听THANKS。