土力学课件第2章

土力学课件第2章•土的物理性质CONTENTS目录•土的力学性质•土压力理论•土坡稳定性分析•土压力与挡土墙设计CHAPTER01土的物理性质土的组成01土是由固体颗粒、水和空气组成的混合物固体颗粒包括矿物质、有机质和微生物等02土的粒径分布和形状对土的物理和力学性质有重要影响土的含水性土的含水性是指土中水的含量，通常用含水率表示含水率对土的物理性质和力学性质有显著影响，如土的密度、压缩性和渗透性等土的密度和相对密度土的密度是指单位体积内土的相对密度是指土的质量与同体密度和相对密度是描述土的密质量，通常用ρ表示积的水的质量之比，通常用Gs实程度的两个重要参数表示土的孔隙比孔隙比是指土中孔隙体积与固体颗粒体积之比，通常用e表示孔隙比是反映土的松密程度和压缩性的重要参数CHAPTER02土的力学性质土的压缩性01020304土的压缩性与孔隙比、土的压缩性是指土在压压缩系数是描述土压缩土的压缩性对工程稳定含水量等因素有关，通力作用下体积减小的性性大小的指标，其值越性有重要影响，需在设常在实验室通过压缩试质大，土的压缩性越高计阶段充分考虑验测定土的抗剪强度01020304土的抗剪强度是指土抵抗剪切库仑公式是描述土的抗剪强度剪切试验是测定土的抗剪强度土的抗剪强度对边坡稳定性、破坏的能力与正应力关系的公式，其中摩常用的方法，包括直接剪切试地基承载力和挡土墙设计等具擦角和内聚力是两个重要参数验和三轴试验等有重要意义土的承载力土的承载力是指在某一特定条件下，承载力包括临塑荷载、临界荷载和极土能够承受的最大压力或外力限荷载三个等级，分别对应土的不同变形阶段确定土的承载力是工程设计的重要依提高土的承载力可以通过排水固结、据，通常需要通过现场勘察和室内试夯实、换填等方法实现，具体方法应验进行评估根据工程实际情况选择CHAPTER03土压力理论静止土压力01020304静止土压力静止土压力强度静止土压力分布静止土压力计算当挡土墙静止不动，不产生任根据库仑土压力理论，静止土静止土压力沿墙高呈三角形分根据库仑土压力理论，静止土何位移时，墙背所受到的土压压力强度等于墙背所受的土压布，其合力作用点位于墙高的压力的大小等于上覆土重力应力1/3处主动土压力主动土压力主动土压力分布当挡土墙向离开土体的方向位主动土压力沿墙高呈三角形分移时，墙背所受到的土压力布，其合力作用点位于墙高的1/3处主动土压力强度主动土压力计算根据库仑土压力理论，主动土根据库仑土压力理论，主动土压力强度等于墙背所受的土压压力的大小等于上覆土重乘以应力一个系数被动土压力被动土压力被动土压力强度当挡土墙向土体方向位移时，墙背所根据库仑土压力理论，被动土压力强受到的土压力度等于墙背所受的土压应力被动土压力分布被动土压力计算被动土压力沿墙高呈三角形分布，其根据库仑土压力理论，被动土压力的合力作用点位于墙高的1/3处大小等于上覆土重乘以一个系数加上一个摩擦力CHAPTER04土坡稳定性分析无粘性土坡稳定性分析无粘性土坡的稳定性主要受到剪切力作用，其稳定性分析通常采用极限平衡法，通过计算土坡的滑裂面，确定土坡的稳定性系数无粘性土坡的稳定性分析中，需要考虑土坡的高度、坡角、土粒的级配以及地下水的影响等因素常见的无粘性土坡稳定性分析方法有简化的毕肖普法和斯宾塞法等，这些方法都是基于极限平衡理论粘性土坡稳定性分析粘性土坡的稳定性分析需要考虑土的粘性土坡的稳定性分析中，需要考虑抗剪强度、含水量、孔隙比等因素，土的塑性性质和流变性质，以及地震、以及外荷载和排水条件的影响降雨等外部因素的影响粘性土坡的稳定性分析可以采用极限平衡法或有限元法等数值分析方法，其中极限平衡法包括瑞典圆弧法、简布法和费伦纽斯法等斜坡稳定性分析方法斜坡稳定性分析是土坡稳定性分析的一种，主要针对斜坡进行斜坡稳定性分析方法包括极限平衡法和有限元法等数值分析方法极限平衡法是通过将斜坡划分为若干个条块，并假设每个条块处于静力平衡状态来进行稳定性分析的方法常见的极限平衡法包括条分法、传递系数法和滑移线法等有限元法是通过将斜坡划分为若干个单元，并利用数值计算方法求解每个单元的应力、应变和位移等参数来进行稳定性分析的方法有限元法的精度较高，但计算量较大，需要借助计算机进行计算CHAPTER05土压力与挡土墙设计挡土墙的类型与选择010203挡土墙类型选择依据适用场景重力式、悬臂式、扶壁式、工程地质条件、水文条件、不同类型挡土墙适用于不加筋土挡土墙等荷载要求、施工条件等同场合，需根据实际情况选择挡土墙的设计与计算土压力计算稳定性分析根据土的物理性质、挡土墙的位移和变形等分析挡土墙在各种工况下的稳定性，确保安因素计算土压力全可靠结构设计细部设计根据土压力计算和稳定性分析结果，进行挡如排水设施、伸缩缝、沉降缝等细部设计，土墙的结构设计确保挡土墙的正常运行挡土墙的施工与维护施工方法质量控制监测与维护根据挡土墙类型和工程条对施工过程进行严格的质对挡土墙进行实时监测，件，选择合适的施工方法量控制，确保施工质量及时发现和处理异常情况；定期维护保养，延长使用寿命。