土力学之土压力和土坡稳定

第五章 土压力与土坡稳定5.1解：Ko=1-sin φ=1-sin36=0.41墙顶墙底静止土压力强度e o = Ko γh=0 Kpa/m墙底静止土压力强度e o = Ko γh=0.41×18×4=29.5 Kpa/m墙背总的静止土压力，即虚线三角形面积为：Po=0.5×29.5×4=59KN/m 墙后填土为砂土，达到主动极限状态需要的位移为墙高的略0.5%，略2cm 。

5.2解：根据条件，墙背竖直、光滑、墙后地表水平，可以按照朗金公式计算土压力。

1、主动土压力：主动土压力系数Ka=tg 2(45-φ/2)= tg 2(45-36/2)=0.26 地表主动土压力强度e a = Ka γh=0.26×18×0=0 Kpa/m 地下水位处：e a = Ka γh=0.26×18×2=9.4 Kpa/m墙底：e a = Ka γh=0.26×（18×2+11×2）=15.1 Kpa/m地下水位以上的主动土压力为三角形分布，面积为0.5×9.4×2=9.4 KN/m地下水位以X 下的主动土压力为梯形分布，面积为（9.4+15.1）×2/2=24.5 KN/m 所以，墙后总主动土压力为9.4+24.5=33.9 KN/m2、静止土压力：静止土压力系数Ko=1-sin φ=1-sin36=0.41地表静止土压力强度e o = Ko γh=0.41×18×0=0 Kpa/mH=4m砂土 γsat =21KN/m 3 φ=3602m地下水位 γ=18KN/m 3 H=4m干砂 γ=18KN/m 3 φ=360 29.5地下水位处：e o = Ko γh=0.41×18×2=14.8 Kpa/m 墙底：e o = Ko γh=0.41×（18×2+11×2）=23.8 Kpa/m地下水位以上的静止土压力为三角形分布，面积为0.5×14.8×2=14.8 KN/m地下水位以X 下的静止土压力为梯形分布，面积为（14.8+23.8）×2/2=38.6 KN/m 所以，墙后总静止土压力为14.8+38.6=33.9 KN/m3、水压力：地下水位处水压力强度：Pw=γw h w =10×0=0 Kpa/m 墙底处水压力强度：Pw=γw h w =10×2=20 Kpa/m墙后水压力为三角形分布，面积为0.5×20×2=20 KN/m4、水、土压力分布如下图所示：5.3解：0.235cos24sin36sin601cos2436cos cos sin )(sin 1cos cos K 00)(cos )(cos )(sin )(sin 1)(cos cos )(cos K 2222a 222a =⎥⎦⎤⎢⎣⎡∙+∙=⎥⎦⎤⎢⎣⎡δφφ+δ+∙δφ==β=ε⎥⎦⎤⎢⎣⎡β-εε+δβ-φφ+δ+ε+δ∙εε-φ=，有：，，因为 Pa=0.5Ka γH 2=0.5×0.235×18×42=33.8KN/m5.4解：此题应该做错了，书中答案很可能错误。

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．常用挡土墙型式包括挡土墙、挡土墙、挡土墙、锚杆式挡土墙、加筋土挡土墙等。

13．对于均质无粘性土坡，理论上土坡的稳定性只与坡角和内摩擦角有关，与坡高无关。

14．瑞典条分法稳定安全系数是指和之比。

15．无黏性土坡在自然稳定状态下的极限坡角，称为。

17．载荷试验的曲线形态上，从线性开始变成非线性关系时的界限荷载称为。

18．在变形容许和维系稳定的前提下，单位面积的地基所能承受荷载的能力称为。

19．地基中将要而未出现塑性变形时的地基压力称为，常用表示。

20．当地基土体中的塑性变形区充分发展并形成连续贯通的滑移面时，地基所能承受的最大荷载称为。

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( )。

第五章土压力与土坡稳定填空题：1、挡土墙上的土压力按墙体的位移情况和墙后土体的应力状态可将土压力分为__________、__________和__________。

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、在挡土墙断面设计验算中考虑的主要外荷载是__________。

4、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__________。

5、若挡土墙墙后填土抗剪强度指标为c，φ，则主动土压力系数等于__________，被动土压力系数等于__________。

6、墙后为粘性填土时的主动土压力强度包括两部分：一部分是由土自重引起的土压力，另一部分是由__________引起的土压力。

7、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__________。

8、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。

9、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__________。

10、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。

选择题：1、下列各项属于挡土墙设计工作内容的是（）。

（A）、确定作用在墙背上的土压力的性质（B）、确定作用在墙背上的土压力的大小（C）、确定作用在墙背上的土压力的方向（D）、确定作用在墙背上的土压力的作用点2、在相同条件下，主动土压力Ea与被动土压力Ep的大小关系是（）。

（A）、Ea≤Ep（B）、Ea＜Ep（C）、Ea＞Ep（D）、Ea≥Ep3、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（）。

（A）、墙后土体处于静止土压力状态（B）、墙后土体处于侧限压缩应力状态（C）、墙后土体处于无侧限压缩应力状态（D）、墙后土体处于主动土压力状态4、若墙后为均质填土，无外荷裁，填土抗剪强度指标为c，φ，填土的重度为γ，则根据朗肯土压力理论，墙后土体中自填土表面向下深度z处的主动土压力强度是（）。

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( )。

第五章土压力与土坡稳定（1）复习思考题1．土压力有哪几种？影响土压力大小的因素是什么？其中最主要的影响因素是什么？答：（1）土压力有三种，分别为静止土压力、主动土压力和被动土压力。

（2）影响土压力大小的因素是：①挡土墙的位移。

挡土墙的位移（或转动）方向和位移量的大小，是影响土压力大小的最主要因素。

②挡土墙形状。

挡土墙剖面形状，包括墙背为竖直或是倾斜、墙背为光滑或粗糙。

都关系采用何种土压力计算理论公式和计算结果。

③填土的性质。

挡土墙后填土的性质，包括填土松密程度即重度、干湿程度即含水率、土的强度指标内摩擦角和黏聚力的大小，以及填土表面的形状（水平、上斜或下斜）等，将会影响土压力的大小。

（3）土压力最主要的影响因素是挡土墙的位移。

2．何谓静止土压力？说明产生静止土压力的条件、计算公式和应用范围。

答：（1）当挡土墙静止不动时，墙后土体由于墙的侧限作用而处于静止状态，此时墙后土体作用在墙背上的土压力称为静止土压力。

（2）产生静止土压力的条件：挡土墙静止不动，位移 ＝0，转角为零。

挡土墙背面的土体处于静止的弹性平衡状态。

（3）静止土压力的计算公式：式中，p0为静止土压力，kPa；K0为静止土压力系数；γ为填土的重度，kN/m3；z为计算点深度，m。

（4）应用范围：①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，按静止土压力计算。

②岩基上的挡土墙。

挡土墙与岩石地基牢固联结，墙体不发生位移或转动，按静止土压力计算。

③拱座。

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，也可按静止土压力计算。

3．何谓主动土压力？产生主动土压力的条件是什么？适用于什么范围？答：（1）挡土墙向背离填土方向移动的适当距离，使墙后土中的应力状态达到主动极限平衡状态时，墙背所受到的土压力，称为主动土压力。

（2）产生主动土压力的条件：挡土墙在墙后土体的推力作用下，向前移动，墙后土体随之向前移动达到主动极限平衡状态。

土力学全知识点关键信息项：1、土的物理性质：包括土的三相组成、土的颗粒级配、土的比重、土的含水量、土的密度、土的孔隙比、土的孔隙率等。

2、土的渗透性：渗透系数的测定方法、达西定律及其适用范围、渗透力与渗透变形。

3、土中应力：自重应力、附加应力的计算方法，有效应力原理。

4、土的压缩性：压缩试验、压缩指标、地基最终沉降量计算方法。

5、土的抗剪强度：库仑定律、莫尔库仑强度理论、直剪试验与三轴压缩试验。

6、土压力：静止土压力、主动土压力、被动土压力的计算方法及影响因素。

7、地基承载力：确定地基承载力的方法，如理论公式法、原位测试法等。

8、土坡稳定性：土坡稳定分析方法，如瑞典条分法、毕肖普条分法等。

11 土的物理性质111 土的三相组成土是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系。

固体颗粒构成土的骨架，水和气体填充在骨架的孔隙中。

112 土的颗粒级配土的颗粒级配是指土中不同粒径颗粒的相对含量。

通过颗粒分析试验确定，常用的方法有筛分法和比重计法。

113 土的比重土的比重是指土粒的质量与同体积 4℃时纯水的质量之比。

114 土的含水量土中水的质量与土粒质量之比称为土的含水量。

115 土的密度单位体积土的质量称为土的密度。

116 土的孔隙比土中孔隙体积与土粒体积之比称为孔隙比。

117 土的孔隙率土中孔隙体积与总体积之比称为孔隙率。

12 土的渗透性121 渗透系数的测定方法常采用室内渗透试验和现场抽水试验来测定土的渗透系数。

122 达西定律及其适用范围达西定律表明在层流状态下，土中水的渗透速度与水力梯度成正比。

但在紊流状态下，达西定律不再适用。

123 渗透力与渗透变形渗透力是指水流通过土孔隙时对土颗粒产生的拖拽力。

当渗透力过大时，可能导致流土、管涌等渗透变形现象。

13 土中应力131 自重应力土在自重作用下产生的应力称为自重应力。

132 附加应力由于建筑物等外荷载在地基中引起的应力称为附加应力。

133 有效应力原理有效应力等于总应力减去孔隙水压力，它是控制土的变形和强度的重要因素。

土力学全知识点土力学是一门研究土的物理、化学和力学性质及其在工程中的应用的学科。

它对于土木工程、地质工程、水利工程等领域都具有重要的意义。

一、土的物理性质1、土的三相组成土是由固体颗粒、水和气体三相组成的。

固体颗粒构成土的骨架，水和气体填充在骨架的孔隙中。

固体颗粒的大小、形状和级配会影响土的性质。

颗粒越大，孔隙比越小，土的渗透性越强。

2、土的粒度成分土的粒度成分是指土中不同粒径颗粒的相对含量。

常用的粒度分析方法有筛分法和比重计法。

根据粒度成分，土可以分为碎石土、砂土、粉土和黏性土等。

3、土的三相比例指标包括土的密度、重度、含水量、孔隙比、孔隙率和饱和度等。

这些指标之间存在一定的关系，可以相互换算。

4、土的渗透性土的渗透性是指水在土孔隙中渗透的能力。

渗透系数是衡量渗透性的重要指标。

影响渗透性的因素有土的粒度成分、孔隙比、饱和度等。

5、土的压实性土的压实性是指在一定的压实能量作用下，土能够被压实的程度。

最优含水量是使土达到最大干密度时的含水量。

二、土的力学性质1、土的压缩性土在压力作用下体积缩小的性质称为压缩性。

压缩系数和压缩模量是衡量压缩性的指标。

地基的沉降计算通常基于土的压缩性指标。

2、土的抗剪强度土的抗剪强度是指土抵抗剪切破坏的能力。

库仑定律是描述土的抗剪强度的基本定律。

土的抗剪强度指标包括内摩擦角和黏聚力。

3、土的应力状态土中的应力包括自重应力和附加应力。

应力分布的规律对于地基的设计和分析非常重要。

三、土压力1、静止土压力当挡土墙静止不动时，墙后填土处于静止状态，此时作用在墙上的土压力称为静止土压力。

2、主动土压力当挡土墙在墙后填土的推力作用下向前移动，墙后填土达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为主动土压力。

3、被动土压力当挡土墙在外力作用下向后移动，墙后填土达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为被动土压力。

四、地基承载力1、地基承载力的概念地基承载力是指地基单位面积上所能承受的最大荷载。