单元4 土坡稳定与挡土墙

第五章 土压力和土坡稳定（7学时）内容提要 1．挡土墙的土压力 2．朗肯土压力理论 3．库仑土压力理论 4．挡土结构设计简介 5. 土坡的稳定性分析能力培养要求1．用朗肯理论计算均质土的主动土压力与被动土压力。

2．用朗肯理论计算常见情况下的主动土压力。

3．用库仑理论计算土的主动与被动土压力。

4．会分析挡土墙的稳定性，简单挡土结构设计。

5．无粘性土坡的稳定分析。

6．用条分法对粘性土土坡进行的稳定分析。

7．会分析土坡失稳的原因，提出合理的措施。

教学形式教师主讲、课堂讨论、学生讲评、提问答疑、习题分析等第一节 挡土墙的土压力教学目标1．掌握三种土压力的概念。

2．掌握静止土压力计算。

教学内容设计及安排【基本内容】一、挡土墙的位移与土体的状态 土压力的类型土压力（kN/m ）⎪⎩⎪⎨⎧→⇒→⇒→⇒如桥墩墙推土被动土压力如一般的重力式挡土墙土推墙主动土压力如地下室侧墙墙不动静止土压力p a E E E 01．静止土压力——挡土墙在土压力作用下不发生任何变形和位移（移动或转动）墙后填土处于弹性平衡状态，作用在挡土墙背的土压力。

2．主动土压力——挡土墙在土压力作用下离开土体向前位移时，土压力随之减少。

当位移至一定数值时，墙后土体达到主动极限平衡状态。

此时，作用在墙背的土压力称为主动土压力。

3．被动土压力——挡土墙在外力作用下推挤土体向后位移时，作用在墙上的土压力随之增加。

当位移至一定数值时，墙后土体达到被动极限平衡状态。

此时，作用在墙上的土压力称为被动土压力。

【讨论】△a<<△p ， E a <E 0<<E p二、土压力的计算简化处理——作用在挡土结构物背面上的静止土压力可视为天然土层自重应力的水平分量。

如图所示，在墙后填土体中任意深度z 处取一微小单元体，作用于单元体水平面上的应力为γz ，则该点的静止土压力，即侧压力强度为：p 0＝K 0γz （kPa ）K 0——土的侧压力系数，即静止土压力系数：静止土压力系数的确定方法⎪⎩⎪⎨⎧'采用经验值—较适合于砂土—－＝采用经验公式：—较可靠—测定通过侧限条件下的试验ϕsin 10K由上式可知，静止土压力沿墙高为三角形分布，如图所示，取单位墙长计算，则作用在墙上的静止土压力为（由土压力强度沿墙高积分得到）E 0＝0221K h γ（kN/m ）——静止土压力分布图面积如图所示土压力作用点——距墙底h/3处（可用静力等效原理求得）静止土压力的应用⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧隧道涵洞侧墙底版连成整体）水闸、船闸边墙（与闸拱座（没有位移）岩基上的挡土墙地下室外墙【讨论】如果墙后有均布荷载q ，怎样求静止土压力？第二节 朗肯土压力理论 教学目标掌握朗肯土压力理论的原理与假定，并能计算各种情况下的主动、被动土压力。

第一章土的物理性质及分类一、名词解释1.液限2.塑限3.塑性指数4.液性指数二、填空题1.土是由固体土颗粒、水和气体三相组成的2.土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低就越多。

3.土中各个粒组的相对含量可通过颗粒分析试验得到。

对于粒径大于0.075mm的颗粒可用筛分法测定；对于粒径小于0.075mm的颗粒则用比重计法测定。

4.土中液态水可分为结合水和自由水。

5.在土的三相比例指标中，三项基本的试验指标是土的重度、土粒比重、土的含水率。

它们分别可以采用环刀法、比重瓶法和烘干法测定。

1.水，气体；2.多；3.筛分法，比重计4.结合水；5.土的密度，土粒相对密度，含水量，环刀法(灌砂法)，比重瓶法，烘干法(烧干法，炒干法)；三、选择题1.下列指标可用来评价砂土密实度的是——(1)含水量； (2)孔隙比； (3)土粒比重； (4)相对密实度。

2.颗粒级配曲线很陡时说明——。

(1)颗粒分布范围较小；(2)颗粒分布范围较大；(3)颗粒形状为扁平状；(4)颗粒形状为针状。

3.粘性土的塑性指数越大，说明——。

(1)土粒比表面积越大；(2)土粒吸附能力越强；(3)土的可塑范围越大；(4)粘粒、胶粒、粘土矿物含量越多。

4.不同状态下同一种土的重度由大到下排列顺序是——。

(1)γsat≥γ≥γd>γ’；(2)γsat≥γ’≥γ>γd；(3)γd≥γ≥γsat>γ’；(4)γd≥γ’≥γsat>γ。

5.不均匀系数的表达式为——。

(1)Cu=； (2)Cu=； (3)Cu=； (4)Cu=。

3-6.某原状土样处于完全饱和状态，测得含水量W=％，土粒相对密度ds=，液限WL=％，塑限Wp=％，则该土样的名称及物理状态是——。

(1)粘土，软塑；(2)粉质粘土，可塑；(3)粉质粘土，硬塑； (4)粘土，硬塑。

7.已知A和B两个土样的物理性质试验结果如表1—1—1所示。

裹1-1—1 两土样物理性质试验结果土样WL Wp W ds SrA3028B1426则下列结论中，正确的是——。

挡土墙专项施工方案方案一、施工方案概述挡土墙是一种用于改变地势和保证土坡稳定的结构。

本施工方案是为了确保挡土墙的正常建设和使用，提出了详细的施工方案。

本方案包括挡土墙施工前的准备工作、挡土墙的设计和选材、挡土墙的施工工艺和措施。

二、准备工作1.地质调查：在挡土墙施工前，进行土场的地质调查和勘察工作，确定土质情况和地质条件。

2.施工准备：确保施工场地安全，为施工人员提供安全保护设施，准备所需的施工设备和材料。

3.挡土墙的设计和选材：根据地坡的高度和土体的特性，确定挡土墙的设计参数。

选用适合的材料，如砖块、混凝土、石块等。

三、挡土墙的设计和选材1.设计参数：根据土坡的高度和土质的稳定性，确定挡土墙的高度、厚度和坡度。

设计时要考虑到土体的抗压强度和抗剪强度。

2.选材：挡土墙的材料主要有砖块、混凝土、石块等。

选材时要考虑到材料的抗压强度、抗冻性能和耐久性。

四、挡土墙的施工工艺和措施1.土方开挖：根据挡土墙的设计参数，进行土方开挖工作。

确保土方开挖的坡度和斜面坡度符合设计要求，避免土方滑坡。

2.土方回填：在土方开挖完成后，进行土方回填作业。

回填土的密实度和湿度要符合设计要求，以保证挡土墙的稳定性。

3.墙体施工：根据挡土墙的设计要求，进行墙体的施工。

施工要采取适当的加固措施，如加设纵向钢筋和横向钢筋，以增强挡土墙的抗拉强度和抗冲击能力。

4.排水系统：建设挡土墙时要考虑排水系统的建设。

在挡土墙的下部设置排水管道，以便有效排除地面内部的积水和渗透水。

五、施工安全措施1.施工人员的安全：施工人员要遵守工地安全规定，佩戴安全帽和防护装备，注意施工现场的安全。

2.施工设备的安全：施工设备要经过安全检查和维修，操作人员要经过培训，遵守操作规程，防止设备事故的发生。

3.天气条件的控制：在施工过程中，要根据天气情况进行安全控制，避免在强风、暴雨等恶劣天气条件下施工。

六、施工质量控制1.材料验收：对挡土墙的材料进行严格的验收，确保材料的质量和性能符合设计要求。

第六章边坡稳定与挡土墙第一节边坡稳定一、概述引发边坡滑动的原因：坡顶堆放材料或建造建筑物、构筑物；车辆行驶、地震等引起的振动；土体中含水量或孔隙水压力增加；雨水或地面水流入边坡竖向裂缝等。

二、边坡稳定地基稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算.最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩应符合下式要求:M R/M S≥1.2式中 M S---滑动力矩; M R---抗滑力矩.当边坡坡角大于45°,坡高大于8m时,尚应按式M R/M S≥1.2验算坡体稳定性.在建设场区内，由于施工或其他因素的影响有可能形成滑坡的地段，必须采取可靠的预防措施，防止产生滑坡。

对具有发展趋势并威胁建筑物安全使用的滑坡，应及早整治，防止滑坡继续发展。

必须根据工程地质、水文地质条件以及施工影响等因素，认真分析滑坡可能发生或发展的主要原因，可采取下列防治滑坡的处理措施：1.排水：应设置排水沟以防止地面水浸入滑坡地段，必要时尚应采取防渗措施。

在地下水影响较大的情况下，应根据地质条件，做好地下排水工程；2.支挡：根据滑坡推力的大小、方向及作用点，可选用重力式抗滑挡墙、阻滑桩及其他抗滑结构。

抗滑挡墙的基底及阻滑桩的桩端应埋置于滑动面以下的稳定土(岩)层中。

必要时，应验算墙顶以上的土(岩)体从墙顶滑出的可能性；3.卸载：在保证卸载区上方及两侧岩土稳定的情况下，可在滑体主动区卸载，但不得在滑体被动区卸载；4.反压：在滑体的阻滑区段增加竖向荷载以提高滑体的阻滑安全系数。

三、滑坡推力应按下列规定进行计算：1.当滑体具有多层滑动面(带)时，应取推力最大的滑动面(带)确定滑坡推力；2.选择平行于滑动方向的几个具有代表性的断面(一般不得少于2个，其中应有一个是滑动主轴断面)进行计算。

根据不同断面的推力设计相应的抗滑结构；3.当滑动面为折线形时，滑坡推力可按下式计算(图6.4.3)。

F n=F n-1ψ+γtG nt-G nn tanφn-c n l n (6.4.3-1)ψ=cos(βn-1-βn)-sin(βn-1-βn)tanφn (6.4.3-2)式中 F n,F n-1---第n块、第n-1块滑体的剩余下滑力；ψ---传递系数；γt---滑坡推力安全系数；G nt,G nn---第n块滑体自重沿滑动面、垂直滑动面的分力；φn---第n块滑体沿滑动面土的内摩擦角标准值；c n---第n块滑体沿滑动面土的粘聚力标准值；l n---第n块滑体沿滑动面的长度；4.滑坡推力作用点，可取在滑体厚度的二分之一处；5.滑坡推力安全系数，应根据滑坡现状及其对工程的影响等因素确定，对地基基础设计为甲级的建筑物宜取1.25，设计等级为已级的建筑物宜取1.15，设计等级为丙级的建筑物宜取1.05；6.根据土(岩)的性质和当地经验，可采用试验和滑坡反算相结合的方法，合理地确定滑动面上的抗剪强度。

一．填空题1．根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为 、 和被动土压力三种。

2．在相同条件下，产生主动土压力所需的墙身位移量△a 与产生被动土压力所需的墙身位移量△p 的大小关系是 。

3．根据朗肯土压力理论，当墙后土体处于主动土压力状态时，表示墙后土体单元应力状态的应力圆与土体抗剪强度包线的几何关系是 。

4. 挡土墙墙后土体处于朗肯主动土压力状态时，土体剪切破坏面与竖直面的夹角为 ；当墙后土体处于朗肯被动土压力状态时，土体剪切破坏面与水平面的夹角为 。

5．当挡土墙墙后填土面有均布荷载q 作用时，若填土的重度为γ，则将均布荷载换算成的当量土层厚度为 。

6．当墙后填土有地下水时，作用在墙背上的侧压力有土压力和 两部分。

7．当墙后无粘性填土中地下水位逐渐上升时，墙背上的侧压力产生的变化是 。

8．当挡土墙承受静止土压力时，墙后土体处于 应力状态。

9．挡土墙在满足 的条件下，库仑土压力理论与朗肯土压力理论计算得到的土压力是一致的。

10．墙后填土面倾角增大时，挡土墙主动土压力产生的变化是 。

11．库仑理论假定墙后土体中的滑裂面是通过 的平面。

12．瑞典条分法稳定安全系数是指_ _和__ _之比。

13．无黏性土坡在自然稳定状态下的极限坡角，称为__ __。

二.选择题1．按挡土墙结构特点，下列类型挡土墙属于重力式挡土墙的是( ) 。

A ．石砌衡重式挡土墙B ．钢筋混凝土悬臂式挡土墙C ．柱板式挡土墙；D ．锚定板式挡土墙2．在相同条件下，主动土压力E a 与被动土压力E p 的大小关系是( )。

A ．E a ≤E p ；B ．E a ≥E pC ．E a >E p ；D ．E a <E p3．若墙后填土为正常固结粘性土，其固结不排水抗剪强度指标c cu 、φcu 与有效应力抗剪强度指标c ’、φ’为已知，填土的重度为γ，则静止土压力系数K 0可表示为( ) 。

A ．K 0=1-sin φcuB ．K 0=2c cu /γC ．K 0=1-sin φ’D ．K 0=2c’/γ4．若挡土墙完全没有侧向变形、偏转和自身弯曲变形时，正确的描述是( )。

第一章土的物理性质及分类一、名词解释1.液限2.塑限3.塑性指数4.液性指数二、填空题1.土是由固体土颗粒、水和气体三相组成的2.土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低就越多。

3.土中各个粒组的相对含量可通过颗粒分析试验得到。

对于粒径大于0.075mm的颗粒可用筛分法测定；对于粒径小于0.075mm的颗粒则用比重计法测定。

4.土中液态水可分为结合水和自由水。

5.在土的三相比例指标中，三项基本的试验指标是土的重度、土粒比重、土的含水率。

它们分别可以采用环刀法、比重瓶法和烘干法测定。

1.水，气体；2.多；3.筛分法，比重计4.结合水；5.土的密度，土粒相对密度，含水量，环刀法(灌砂法)，比重瓶法，烘干法(烧干法，炒干法)；三、选择题1.下列指标可用来评价砂土密实度的是——(1)含水量；(2)孔隙比；(3)土粒比重；(4)相对密实度。

2.颗粒级配曲线很陡时说明——。

(1)颗粒分布范围较小；(2)颗粒分布范围较大；(3)颗粒形状为扁平状；(4)颗粒形状为针状。

3.粘性土的塑性指数越大，说明——。

(1)土粒比表面积越大；(2)土粒吸附能力越强；(3)土的可塑范围越大；(4)粘粒、胶粒、粘土矿物含量越多。

4.不同状态下同一种土的重度由大到下排列顺序是——。

(1)γsat≥γ≥γd>γ’；(2)γsat≥γ’≥γ>γd；(3)γd≥γ≥γsat>γ’；(4)γd≥γ’≥γsat>γ。

5.不均匀系数的表达式为——。

(1)Cu=；(2)Cu=3-；(3)Cu=；(4)Cu=。

6.某原状土样处于完全饱和状态，测得含水量W=32.45％，土粒相对密度ds=2.65，液限WL=36.4％，塑限Wp=18.9％，则该土样的名称及物理状态是——。

(1)粘土，软塑； (2)粉质粘土，可塑；(3)粉质粘土，硬塑；(4)粘土，硬塑。

7.已知A和B两个土样的物理性质试验结果如表1—1—1所示。

(1)A土样比B土样的粘粒含量多；(2)A土样的天然孔隙比小于B土样；(3)A土样的天然密度比B土样大； (4)A土样的干密度大于B土样。

挡土墙的分类及其特点分析挡土墙是土木工程中常用的一种结构型挡土墙体，通过利用自然材料或人工材料构筑起来的，主要用于控制土坡的稳定，防止土壤侵蚀和滑坡等地质灾害。

挡土墙的分类主要根据其结构和材料的不同进行，下面将对挡土墙的不同分类及其特点进行详细分析。

一、重力式挡土墙重力式挡土墙是利用挡土墙自身的重力来承受土体作用力，从而保持结构的稳定。

重力式挡土墙主要分为重力墙和重力加筋墙两种类型。

1. 重力墙重力墙是用同质或异质材料堆砌而成的挡土墙。

其特点是墙身体积庞大、自重大，通过自身重力形成地块土体的抵抗力。

重力墙一般适用于较低的挡土高度，并且要求墙体具有足够的稳定性和抗倾覆能力。

2. 重力加筋墙重力加筋墙是在重力墙的基础上加入钢筋或其他材料来提高墙体的抗倾倒能力。

重力加筋墙在重力墙原有的基础上增加了外加挂钢筋，并将其埋入地基或混凝土板中，形成一个整体结构，提高了墙体的稳定性和抗震能力。

二、悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙是利用挡土墙底部埋设的拉杆或倾斜支撑来抵抗来自土体的推力。

悬臂式挡土墙主要分为悬臂墙和悬臂加筋墙两种类型。

1. 悬臂墙悬臂墙是通过拉杆或对侧支撑等方式，将墙体底部埋设在土中并向上延伸一定高度，使其成为悬臂状结构。

悬臂墙的特点是适用于中等高度的挡土，能有效抵抗横向土压力，并降低了基础面积。

2. 悬臂加筋墙悬臂加筋墙在悬臂墙的基础上加入了钢筋或其他加筋材料，提高了墙体的抗倾覆能力和整体稳定性，适用于较高挡土墙的设计。

悬臂加筋墙常采用后张拉或预应力技术，使拉杆和挡土墙形成更加紧密的结合。

三、挡土墙的特点分析挡土墙具有以下几个共同特点：1. 稳定性好：挡土墙能够有效地抵抗土体的水平推力，并保持整体的稳定性。

不同类型的挡土墙通过结构和材料的不同设计，可以满足不同挡土高度和土质条件下的稳定要求。

2. 抗倾覆性能强：通过重力作用或加筋技术，挡土墙能够有效地抵抗土体的倾覆和破坏力，确保墙体在面对外力冲击时的稳定性。