6 土压力地基承载力与土坡稳定
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学习目的和要求
通过本章的学习，掌握朗金和库伦土压力理论，熟练掌握主动、被动土压力的计算，能处理各种特殊情况下的土压力计算，掌握挡土墙的设计方法；了解地基破坏形式和地基承载力，理解地基的临塑荷载、临界荷载的含义；初步掌握土坡的圆弧稳定分析方法。 ➢
考核知识点
✧ 土压力概念 ✧ 朗金土压力理论 ✧ 库仑土压力理论 ✧ 挡土墙设计
✧ 地基破坏形式和地基承载力 ✧ 土坡和地基的稳定分析 ➢
考核要求
✧ 土压力概念
识记：各种土压力的形成条件 ✧ 朗金土压力理论
领会：朗金土压力理论的假定及计算公式的建立 综合应用：几种特殊情况下的土压力计算 ✧ 库仑土压力理论
领会：库仑土压力理论的假定及计算公式的建立 简单应用：查表计算无粘性土压力
综合应用：能够比较朗金土压力理论和库仑土压力理论的优缺点及适用范围。 ✧ 挡土墙设计
领会：重力式挡墙的型式选择，排水措施，填土要求，提高抗倾覆，抗滑移的措施。 综合应用：重力式挡墙的设计、验算。 ✧ 地基破坏形式和地基承载力
识记：地基的三种破坏型式及特征。 领会：地基临塑荷载
cr
P 和临界荷载
3
/14/1P P 、的概念及计算方法。
✧ 土坡和地基的稳定分析
识记：影响土坡稳定的因素。
简单应用：能用自然休止角对无粘性土土坡稳定进行分析，用圆弧条分法 对粘性土土坡稳定进行分析。
6.1 概述
土建工程中许多构筑物如挡土墙、隧道和基坑围护结构等挡土结构起着支撑土体，保持土体稳定，使之不致坍塌的作用，而另一些构筑物如桥台等则受到土体的支撑，土体起着提供反力的作用。 土压力：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。
a 隧道
b 边坡挡土墙
c 基坑维护
d 桥台
图6-1 挡土墙的应用
土坡：土坡包括天然土坡和人工土坡，天然土坡是指天然形成的山坡和江河湖海的岸坡，人工土坡则是指人工开挖基坑、基槽、路堑或填筑路堤、土坝形成的边坡。
地基承载力：是指地基土单位面积上所能承受的荷载，通常把地基土单位面积上所能承受的最大荷载称为极限荷载或极限承载力。
6.2 作用在挡土墙上的土压力
土压力的分类：根据挡土墙的位移方向、大小及墙后土体所处的应力状态，可把土压力分为以下三种。
1）静止土压力：如果支挡结构在土压力的作用下不产生任何方向的位移或转动而保持原有的位置，则墙后土体处于弹性平衡状态，此时墙背所受的土压力称为静止土压力。用 o E 表示。
（右图 静
止土压力）
静止土压力计算：
z
k k o ⋅⋅==γσσ000μ
φ=
'-=sin 10k
z －为挡土结构高度，m；
μ－泊松比；
ϕ'－土的有效内摩擦角；
o
k－静止土压力系数。
E0的作用点在距墙底z/3处。
2）主动土压力：如果支挡结构在外力作用下向着挡墙方向移动或发生转动时，墙后土
压力减小，当达到某一位置时，墙后土体开始下滑，作用在挡土墙上的土压力达到最小值，滑动土体内力处于主动极限平衡状态，此时作用在墙背的土压力称为主动土压力。用a E表示。
图6-3 主动土压力图6-4 被动土压力
3）被动土压力：如果支挡结构在外力作用下背向挡墙方向移动或发生转动时，墙体挤压土体，墙后土压力增大，当达到某一位置时，墙后土体开始上隆，作用在挡土墙上的土压力达到最大值，滑动土体内力处于被极动限平衡状态，此时作用在墙背的土压力称为被动土压力。用p
E
表示。
P
o
a
E
E
E<
<
土压力与挡土墙位移δ之间的关系：p
a
δ
δ<<
图6-5 土压力与位移关系
6.3 朗肯（金）土压力理论
6.3.1 基本概念
基本假定：
对象为弹性半空间土体
假定土体是弹性介质，符合广义虎克定律。地基土具有水平界面，一定的深度、广度。
不考虑挡土墙及回填土的施工因素
不扰动土体，不改变土体的天然应力状态。
挡土墙墙背竖直、光滑、填土面水平、无超载
2
02
1
K
H
E⋅
⋅
⋅
=γ
墙背与土体不产生摩擦力，无剪应力，竖向无超载保证水平向无剪应力，使得土体在竖直向和水平向的正应力为主应力。
6.3.2 主动土压力
无粘性土（a）粘性土(b)
图6-6 朗肯主动土压力分布
粘性土：
主动土压力作用点：H/3
无粘性土：
主动土压力作用点：(H-Z0)/3，
主动土压力系数：
6.3.3 被动土压力
（a）无粘性土（b）粘性土
图6-7 被动土压力分布
a
a
a
k
c
k
z2
-
⋅
⋅
=γ
σ
γ
γ
2
2
2
2
2
1c
K
cH
K
H
E
a
a
a
+
-
⋅
⋅
⋅
=
z
k
a
a
⋅
⋅
=γ
σ
a
a
K
H
E⋅
⋅
⋅
=2
2
1
γ
a
k
c
Z
λ
2
=
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
-
=
2
45
tan2
φ
ο
a
K
