土力学与地基基础1-课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,土力学与地基基础,Soil Mechanics and Foundation Engineering,主编：刘新安 吴建文,天津科学技术出版社,土力学与地基基础Soil Mechanics and,绪论,项目一 土的物理性质及工程分类,项目二 土中应力,项目三 土的压缩性与地基变形计算,项目四 土的抗剪强度与地基承载力,项目五 土压力与土坡稳定性,项目六 岩土工程勘察,项目七 天然地基上浅基础设计,项目八 桩基础及其他深基础,项目九 基坑工程,项目十 地基处理,项目十一 特殊土地基及山区地基,项 目十二 土工实验实训,目录,2,绪论,一、土力学、地基及基础的概念,二、地基与基础研究的内容,三、地基与基础理论的发展,四、地基与基础课程的特点和学习方法,绪论,3,一、土力学、地基及基础的概念,一、土力学、地基及基础的概念,4,一、土力学、地基及基础的概念,建筑物,上部结构,基础,地基,建构筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。受建构筑物影响的那一部分地层称为地基（指支承基础的土体或岩石）；,建构筑物中将结构所承受的各种荷载传递到地基上的结构组成部分称为基础。,一、土力学、地基及基础的概念建筑物上部结构基础地基,5,二、地基与基础研究的内容,地基与基础是一门实用性很强的学科，其研究内容涉及土质学、土力学、结构设计、施工技术以及与工程建设相关的各种技术问题。,二、地基与基础研究的内容,6,二、地基与基础研究的内容,为了保证建筑物的安全和正常使用，在地基基础设计中，须满足以下,3,个技术条件：,二、地基与基础研究的内容为了保证建筑物的安全和正常使用，在地,7,三、地基与基础理论的发展,法国的库仑,-,砂土抗剪强度理论与土压力理论,英国朗肯,朗肯土压力理论,法国布新奈斯克（,Boussinesq）,弹性半空间解,美国太沙基,土力学专著与有效应力原理,美国召开第一次国际土力学及基础工程会议,1773年,1857年,1885,年,1925年,1936,年,我国土力学研究进入发展阶段,1949,年,三、地基与基础理论的发展法国的库仑-砂土抗剪强度理论与土压力,8,四、地基与基础课程的特点和学习方法,一、特点,：（,1,）,本课程涉及水文地质学、工程地质学、土力学等几个学科领域，内容广泛、综合性强。,（,2,）课程理论性和实践性均较强。,四、地基与基础课程的特点和学习方法一、特点：（1）本课程涉及,9,项目一土的物理性质及工程分类,掌握土的物理性质与土的工程分类,了解土的三相组成,掌握土的物理性质指标及三相比例指标之间的换算关系,熟悉无钻性土、钻性土的物理状态指标,掌握相对密度、塑限、液限、塑性指数和液性 指数等基本概念,熟悉规范对地基土的工程分类方法,掌握砂土、钻性土的分类标准,能力目标,项目一土的物理性质及工程分类 掌握土的物理性质与土的工程分,10,任务一土的成因与组成,土的成因,土具有各种各样的成因，不同成因类型的土具有不同的分布规律和工程地质特征。下面简单介绍几种主要的成因类型。,任务一土的成因与组成土的成因土具有各种各样的成因，不同成因类,11,任务一土的成因与组成,土的组成,在天然状态下，自然界中的土是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系。,固相：土的颗粒、粒间胶结物,液相：土体孔隙中的水,气相：孔隙中的空气,土,任务一土的成因与组成土的组成在天然状态下，自然界中的土是由固,12,任务一土的成因与组成,土的三相图,土颗粒,气 体,水,任务一土的成因与组成土的三相图土颗粒气 体 水,13,任务一土的成因与组成,土的组成,任务一土的成因与组成土的组成,14,任务一土的成因与组成,土的固相,粒组划分,:,自然界中的土都是由大小不同的土颗粒组成的，土颗粒的大小与土的性质密切相关。如土颗粒由粗变细，则土的性质由无豁性变为豁性。粒径大小在一定范围内的土，其矿物成分及性质也比较相近。因此，可将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围分为若干粒组，各个粒组的性质随分界尺寸的不同而呈现出一定质的变化。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径，根据,土的工程分类标准,(GB/T 50145-2007),规定，土的粒组应按下表划分。,任务一土的成因与组成土的固相粒组划分:自然界中的土都是,15,任务一土的成因与组成,粒组名称,粒径范围,一般特征,漂石,(,块石,),200,渗透性很大、无粘性、无毛细水。,卵石,(,碎石,),60,200,砾粒,2,60,渗透性很大、无粘性、毛细水上升高度不超过粒径大小。,砂粒,0.075,2,易透水，当混入云母等杂质时透水性减小，而压缩性增加；无粘性，遇水不膨胀，干燥时松散，毛细水上升高度不大，随粒径变小而增大。,粉粒,0.005,0.075,透水性小，湿时稍有粘性，遇水膨胀小，干时稍有收缩，毛细水上升高度较大较快，极易出现冻胀现象。,粘粒,0.005,透水性很小，湿时有粘性、可塑性，遇水膨胀大，干时收缩显著，毛细水上升高度大，但速度较慢。,任务一土的成因与组成粒组名称 粒径范围一般特征 漂石(块石),16,任务一土的成因与组成,土的级配,根据颗粒大小分析试验结果，可以绘制颗粒级配曲线,(,粒径分布曲线,),，判断土的级配状况。土的颗粒级配是指土中各个粒组占土粒总量的百分率，常用来表示土粒的大小及组成情况。颗粒级配曲线一般,用横坐标表示粒径，纵坐标用来表示小于某粒径的土的质量分数,(,或累计百分含量,),。如下图中曲线,a,平缓，则表示粒径大小相差较大，土粒不均匀，即为级配良好,;,反之，曲线较陡，则表示粒径的大小相差不大，土粒较均匀，即为级配不良。,任务一土的成因与组成土的级配 根据颗粒大小分析试,17,任务一土的成因与组成,任务一土的成因与组成,18,任务一土的成因与组成,土的级配,级配曲线的纵坐标表示小于某土粒的累计质量百分比,横坐标则是用对数表示的土的粒径。,由曲线的坡度可判断土的均匀程度，,曲线平缓，粒径大小相差悬殊，土粒不均匀,，级配良好,。,曲线,陡,粒径大小相差不大，土粒均匀，级配不好,任务一土的成因与组成土的级配 级配曲线的纵坐标表示小于,19,任务一土的成因与组成,土的级配,不均匀系数,：,曲率系数：,有效粒径,小于某粒径的土粒质量累计百分数为,10%,时相应的粒径。,限定粒径,小于某粒径的土粒质量累计百分数为,60%,时相应的粒径。,中值粒径,小于某粒径的土粒质量累计百分数为,30%,时相应的粒径。,C,u,=,d,60,/,d,10,C,c,=(,d,30,),2,/(,d,60,d,10,),任务一土的成因与组成土的级配不均匀系数：,20,任务一土的成因与组成,土中水,结合水,自由水,任务一土的成因与组成土中水结合水自由水,21,任务二土的物理性质指标,土的三相图,质量,m,体积,V,气,水,土粒,m,s,m,w,m,V,s,V,w,V,V,a,V,v,任务二土的物理性质指标土的三相图质量m体积V气水土粒msmw,22,任务二土的物理性质指标,土的三相图,描述土的三相物质在体积和质量上的比例关系的有关指标，称为土的三相比例指标。三相比例指标反映着土的干和湿、松和密、软和硬等物理状态，是评价土的工程性质的最基本的物理指标，也是工程地质报告中不可缺少的基本内容。三相比例指标可分为两种，一种是基本指标，另一种是换算指标。,如前所述，土由固体颗粒,(,固相,),、水,(,液相,),和气体,(,气相,),组成。为了便于说明和计算，通常用土的三相组成图来表示它们之间的数量关系，如上图所示。三相图的右侧表示三相组成的体积关系，左侧表示三相组成的质量关系。,任务二土的物理性质指标土的三相图 描述土的三相物,23,任务二土的物理性质指标,土的基本指标,1,、土的含水量,w,土中水的质量与土粒质量之比,(,用百分率表示,),，称为土的含水量，亦称为土的含水率。即：,任务二土的物理性质指标土的基本指标 1、土的含水量w,24,任务二土的物理性质指标,土的基本指标,2,、土的土的密度,和重度,单位体积内土的质量称为土的密度,，单位体积内土所受的重力,(,重量,),称为土的重度,。,任务二土的物理性质指标土的基本指标2、土的土的密度和重度,25,任务二土的物理性质指标,土的基本指标,3,、土的比重,G,s,土粒质量与同体积的,4,时纯水的质量之比，称为土粒比重,(,无量纲,),，亦称为土粒相对密度。即：,任务二土的物理性质指标土的基本指标3、土的比重Gs,26,任务二土的物理性质指标,土的换算指标,1,、干密度和干重度,土粒质量与同体积的,4,时纯水的质量之比，称为土粒比重,(,无量纲,),，亦称为土粒相对密度。即：,任务二土的物理性质指标土的换算指标1、干密度和干重度,27,任务二土的物理性质指标,土的换算指标,2,、土的饱和密度,，和饱和重度,饱和密度是指土中孔隙完全充满水时，单位体积土的质量,;,饱和重度是指土中孔隙完全充满水时，单位体积内土所受的重力,(,重量,),，即：,任务二土的物理性质指标土的换算指标2、土的饱和密度,28,任务二土的物理性质指标,土的换算指标,3,、土的有效密度 和有效重度,土的有效密度 是指在地下水位以下，单位土体积中土粒的质量扣除土体排开同体积水的质量,;,土的有效重度,y (kN/m3),是指在地下水位以下，单位土体积中土粒所受的重力扣除水的浮力，即：,任务二土的物理性质指标土的换算指标3、土的有效密度,29,任务二土的物理性质指标,土的换算指标,4,、土的孔隙比,e,和土的孔隙率,n,孔隙比为土中孔隙体积与土的固体颗粒体积之比，用小数表示。,孔隙率为土中孔隙体积与土的总体积之比，以百分率表示。即：,任务二土的物理性质指标土的换算指标4、土的孔隙比e和土的孔隙,30,任务二土的物理性质指标,土的换算指标,5,、土的饱和度,s,土中孔隙水体积与孔隙体积之比，称为土的饱和度，以百分率表示。即,:,任务二土的物理性质指标土的换算指标5、土的饱和度s,31,任务三 土的物理状态指标,1,、砂土的密实度,1.,砂土的密实度,确定砂土密实度的方法有多种，工程中以孔隙比,e,、相对密实度,、标准贯入试验锤击数,N,为标准来,划分砂土的密实度。,以孔隙比,e,为标准。,用孔隙比。来判断砂土的密实度是最简便的方法。孔隙比越小，表示土越密实,;,孔隙比越大，土越疏松。,任务三 土的物理状态指标1、砂土的密实度1.砂土的密实度,32,任务三 土的物理状态指标,以孔隙比,e,为标准,用孔隙比,e,来判断砂土的密实度是最简便的方法。孔隙比越小，表示土越密实,;,孔隙比越大，土越疏松。,砂土的密实度,以相对密实度,D,为标准,相对密实度可按下式计算,:,以标准贯入试验锤击数,N,为标准,砂土根据标准贯入试验锤击数,N,可分为松散、稍密、中密和密实四种密实度。,任务三 土的物理状态指标以孔隙比e为标准砂土的密实度以相对密,33,任务三 土的物理状态指标,二、粘性土的物理状态指标,1.,粘性土的界限含水率,界限含水量：粘性土由一种状态转到另一种状态时的分,界含水量,液限,w,L,：流动状态与可塑状态间的分界含水量称液限,塑限,w,p,：可塑状态与半固体状态间分界含水量称塑限,缩限,w,s,：半固体状态与固体状态间的分界含水量称缩限,任务三 土的物理状态指标 二、粘性土的物理状态指标1.粘性,34,任务三 土的物理状态指标,二、粘性土的物理状态指标,稠度状态,固态或,半固态,塑态,流态,强结合水,弱结合水,自由水,w,含水量,稠度界限,塑限,p,强结合水膜最大,液限,l,出现自由水,任务三 土的物理状态指标 二、粘性土的物理状态指标稠度状态,35,任务三 土的物理状态指标,塑性指数,I,p,定义：,是指液限和塑限的差值（省去,%,号），即土处在可塑状态的含水量变化范围，用,Ip,表示。,物理意义：,塑性指数愈大，土处于可塑状态的含水量范围也愈大。塑性指数的大小与土中结合水的可能含量有关，土中结合水的含量与土的颗粒组成、矿物组成以及土中水的离子成分和浓度等因素有关。,工程应用：,由于塑性指数在一定程度上综合反映了影响粘性土特征的各种重要因素，因此，在工程上常按塑性指数对粘性土进行分类。,任务三 土的物理状态指标 塑性指数 Ip定义：是指液限和,36,任务三 土的物理状态指标,液性指数,I,p,定义,：,是指粘性土的天然含水量与塑限的差值除以塑性指数，用,I,L,表示。即,物理意义：,液性指数也称相对稠度，反映了土的硬度不同。,工程应用：,根据,I,L,不,同，可划分五种软硬不同的状态,。,状态,坚硬,坚硬,可塑,软塑,流塑,液性指数,I,L,0,0,I,L,0.25,0.25,I,L,0.75,0.751.0,任务三 土的物理状态指标 液性指数 Ip定义：是指粘性土,37,任务四 地基土,(,岩,),的工程分类,a,、岩石的分类,1.,建筑地基基础设计规范,(GB50007,20011),根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地基土（岩）分为岩石、碎石土、砂土、粉土和粘性土和人工填土六大类,a.,岩石的分类,颗粒间牢固粘结,呈整体或具有节理隙的岩体称为岩石，坚硬程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度,f,rk,分类,坚硬程度类别,坚硬岩,较硬岩,较软岩,软岩,极软岩,饱和单轴抗压强度,f,rk,(Mpa),f,rk,60,30,f,rk,60,15,f,rk,30,5,f,rk,15,f,rk,5,任务四 地基土(岩)的工程分类 a、岩石的分类1.建,38,任务四 地基土,(,岩,),的工程分类,b,、碎石的分类,土的名称,漂石,块石,卵石,碎石,圆砾,角砾,颗粒形状,圆形及亚圆形为主,棱角形为主,圆形及亚圆形为主,棱角形为主,圆形及亚圆形为主,棱角形为主,颗粒级配,粒径大于,200mm,的颗粒含量超过全重,50,粒径大于,20mm,的颗粒含量超过全重,50,粒径大于,2mm,的颗粒含量超过全重,50,注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定,任务四 地基土(岩)的工程分类 b、碎石的分类土的名,39,任务四 地基土,(,岩,),的工程分类,c,、砂土的分类,粒径大于,2mm,的颗粒含量不超过全重,50%,的土，且粒径大于,0.075mm,的颗粒含量超过全重,50%,的土称为砂土,土的名称,砾砂,粗砂,中砂,细砂,粉砂,颗粒级配,粒径大于,2mm,的颗粒含量占全重,25,50,注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定,粒径大于,0.5mm,的颗粒含量超过全重,50,粒径大于,0.25mm,的颗粒含量超过全重,50,粒径大于,0.075mm,的颗粒含量超过全重,85,粒径大于,0.075mm,的颗粒含量超过全重,50,任务四 地基土(岩)的工程分类 c、砂土的分类,40,任务四 地基土,(,岩,),的工程分类,d,、粉土的分类,粉土是指粒径大于,0.075mm,的颗粒含量不超过全重的,50%,，且塑性指数小于或等于,10,的土，其性质介于豁性土与砂土之间。,名称,粒组含量,砂质粉土,粒径小干,0.005 mm,的颗粒含量小干等干个重,10%,粘质粉土,粒径小干,0.005 mm,的颗粒含量招讨个重,10%,任务四 地基土(岩)的工程分类 d、粉土的分类,41,任务四 地基土,(,岩,),的工程分类,e,、粘性土和人工填土的分类,粘性土,是指塑性指数 大于,10,的土。根据塑性指数可将粘性土分为粘土和粉质粘土。,人工填土,是指由于人类活动而形成的堆积物，其物质成分较杂乱，均匀性较差。人工填土根据其组成和成因，可分为素填土、压实填土、杂填土和冲填土。,任务四 地基土(岩)的工程分类 e、粘性土和人工填土,42,项目二 土中应力,掌握自重应力、基底压力和附加应力的分布规律及计算方法,能熟练运用角点法计算矩形及条形基础下地基中的附加应力,能力目标,项目二 土中应力掌握自重应力、基底压力和附加应力的分布规律,43,任务一 土层自重应力的计算,自重应力,自重应力,：,土层自重应力是指由土体重力引起的应力。自重应力一般,是从土 体形成就在土中产生，它与是否修建建筑物无关。,土体在自重作用下，在漫长的地质历史时期，已经压缩稳定，因此，土的自重应力不再引起土的变形。但对于新沉积土层或近期人工充填土应考虑自重应力引起的变形。,确定土体初始应力状态,任务一 土层自重应力的计算 自重应力自重应力：土层自重应,44,任务一 土层自重应力的计算,b,、,水平向自重应力,天然地面,z,静止侧压力系数,任务一 土层自重应力的计算 b、水平向自重应力天然地面z,45,任务一 土层自重应力的计算,c,、,地下水对自重应力的影响,水位未降前,因,cz,后,cz,前,土中有效应力增加 地面沉降,水位下降后,cz,前,=,z,cz,后,=,z,cz,后,cz,前,任务一 土层自重应力的计算 c、地下水对自重应力的影响水,46,任务二 基底压力的计算,基地压力的简化计算,对于荷载沿长度方向均布的,条形基础,，应视为平面问题，沿长度方向截取一单位长度，计算平均基底压力。,任务二 基底压力的计算 基地压力的简化计算,47,任务二 基底压力的计算,偏心受压基础的基底压力,F+G,e,e,l,b,p,max,p,min,作用于基础底面形心上的力矩,M,=(,F+G,),e,基础底面的抵抗矩,；,矩形截面,W,=,bl,2,/6,任务二 基底压力的计算 偏心受压基础的基底压力 F+G,48,任务二 基底压力的计算,讨论：,当,e,0,，,基底压力呈梯形分布,当,e,=,l,/6,时，,p,max,0,，,p,min,=0,，,基底压力呈三角形分布,当,e,l,/6,时，,p,max,0,，,p,min,0,，,基底出现拉应力，基底压力重分布,p,max,p,min,e,l,/6,p,max,p,min,0,p,max,p,min,=,0,基底压力重分布,任务二 基底压力的计算讨论：当el/6时，pmax，pm,49,任务二 基底压力的计算,基地压力重分布,偏心荷载作用在基底压力分布图形的形心上,任务二 基底压力的计算 基地压力重分布偏心荷载作用在基,50,任务二 基底压力的计算,基地附加应力,一般天然土层在自重应力作用下有变形早已稳定。基坑开挖后的基底压力应扣除原先存在土的自重应力，才是基底新增加的压力，即基底附加压力，用,p,0,表示,:,p,0,=,p-,m,d=0,任务二 基底压力的计算 基地附加应力一般天然土层在自重,51,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算,竖向集中力作用时的地基附加应力,y,z,x,o,P,M,x,y,z,r,R,M,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算 竖向集中力,52,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算,竖向集中力作用时的地基附加应力,竖向集中力作用下的,附加应力系数,z,=,f,(,P,，位置,),任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算 竖向集中力,53,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算,竖向集中力作用时的地基附加应力,特点：,1.P,作用线上，,r=0 ;,（,z=0,z,）,;z ,z,;,z,，,z,=0,2.,在某一水平面上,z=const,，,r=0,z,最大，,r,，,z,减小,3.,在某一圆柱面上,r=const,，,z=0,z,=0;z,，,z,先后,4.,当,r/z=2.0,时,很小,该边界上的,z,为同深度最大,z,的,1.8%,故可忽略不计,.,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算 竖向集中力,54,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算,附加应力扩散示意图,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算附加应力扩散示意,55,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算,竖向矩形均布荷载作用下土中附加应力的计算,dp,布辛涅斯克解,积分,矩形基础角点下的竖向附加应力系数,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算 竖向矩形均布,56,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算,角点法计算地基附加应力,1,z,M,o,IV,II,III,I,o,I,II,III,IV,p,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算角点法计算地基附,57,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算,II,I,o,o,III,o,IV,o,II,计算点在基底边缘外,计算点在基底边缘,角点法计算地基附加应力,2,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算IIIooIII,58,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算,角点法计算地基附加应力,3,计算点在基底角点外,I,o,o,III,II,IV,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算 角点法计算地基,59,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算,条形均布荷载下任意处的附加应力,当矩形基础底面的长宽比很大，如,l/b10,时，称为条形基础。砌体结构房屋的墙基与挡土墙等都属于条形基础,。,z,a,s,p,a,s,为条形竖直均布荷载作用下的竖向附加应力分布系数，由,书中,表,2,6,查取,任务三 竖向荷载作用下地基附加应力的计算 条形均布荷载,60,项目三土的压缩性与地基变形计算,掌握土中应力计算与地基变形的基本知识,掌握土中自重应力、基底压力和土中附加应力的基本概念、分布规律,及计算方法,熟悉土的有关压缩性指标的概念,掌握地基最终沉降量的计算方法,能够熟练使用规范法计算地基的最终沉降量,了解固结原理及固结随时间变化的关系,能力目标,项目三土的压缩性与地基变形计算 掌握土中应力计算与地基变,61,项目三土的压缩性与地基变形计算,掌握土中应力计算与地基变形的基本知识,掌握土中自重应力、基底压力和土中附加应力的基本概念、分布规律,及计算方法,熟悉土的有关压缩性指标的概念,掌握地基最终沉降量的计算方法,能够熟练使用规范法计算地基的最终沉降量,了解固结原理及固结随时间变化的关系,能力目标,项目三土的压缩性与地基变形计算 掌握土中应力计算与地基变,62,任务一 土的压缩性,a,、土的压缩试验,土的压缩性指标,侧限压缩试验,侧限压缩试验亦称固结试验。所谓侧限，就是使土样在竖向作用,下只能发生竖向变形，而无侧向变形。,室内压缩试验采用的试验装置为压缩仪,(,下图,),。,任务一 土的压缩性 a、土的压缩试验 土的压缩性指标,63,任务一 土的压缩性,压缩仪示意图,土的压缩性指标,刚性护环,加压活塞,透水石,环刀,底座,透水石,土样,荷载,任务一 土的压缩性 压缩仪示意图 土的压缩性指标刚性护环,64,任务一 土的压缩性,b,、土的压缩曲线,土的压缩性指标,由于逐级施加荷载，在不同压力,p,作用下可得到相应的孔隙比,e,，根据一一对应关系，以横坐标表示压力，以纵坐标表示孔隙比，绘制,e-p,曲线，称为压缩曲线。,利用受压前后土粒体积不变和土样横截面面积不变的两个条件，得出：,土样压缩稳定后孔隙比,ei,任务一 土的压缩性 b、土的压缩曲线 土的压缩性指标,65,任务一 土的压缩性,b,、土的压缩曲线,土的压缩性指标,曲线愈陡，说明随着压力的增加，土孔隙比的减小愈显著，因而土的压缩性愈高。,任务一 土的压缩性 b、土的压缩曲线 土的压缩性指标,66,任务一 土的压缩性,c,、,压缩系数,土的压缩性指标,由,上,图所示的压缩曲线，当两点间压力变化范围不大时，曲线可近似作为直线。将孔隙比之差,e,1,e,2,与相应的压力,p,2,p,1,的比值称为压缩系数,a(MPa,1,),，也称压缩曲线的斜率：,任务一 土的压缩性 c、压缩系数 土的压缩性指标,67,任务一 土的压缩性,c,、,压缩系数,土的压缩性指标,从曲线得知：,a,不是一个常数，与,p,1,、,p,2,的取值有关，,规范,用,p,1,100kPa,、,p,2,200kPa,对应的压缩系数,a,1-2,评价土的压缩性,土的类别,a,1-2,(MP,a,-1,),高压缩性土,0.5,中压缩性土,0.1,0.5,低压缩性土,0.1,p,1,p,2,e,1,e,2,M,1,M,2,e,0,e,p,e,-,p,曲线,p,e,任务一 土的压缩性 c、压缩系数 土的压缩性指标,68,任务一 土的压缩性,d,、压缩模量,土的压缩性指标,压缩模量,即：,土在完全侧限条件下竖向应力与相应的应变增量的比值,。,土的类别,E,S,(MP,a,-1,),低压缩性土,15,中压缩性土,4,15,高压缩性土,4,任务一 土的压缩性 d、压缩模量 土的压缩性指标压缩,69,任务一 土的压缩性,e,、回弹曲线和再压缩曲线,土的压缩性指标,回弹曲线和再压缩曲线,压缩曲线特征：,卸荷时，试样,bc,回弹，可见土体的变形是由可恢复的弹性变形和不可恢复的塑性变形两部份组成。,回弹曲线和再压线曲线构成一迴滞环，土体不是完全弹性体；,回弹和再压缩曲线比压缩曲线平缓得多。,任务一 土的压缩性 e、回弹曲线和再压缩曲线 土的压,70,任务一 土的压缩性,载荷试验确定土的变形模量,土,的压缩性指标除室内试验测量定外，也可以通过现场原位测试确定，由变形模量表示。通常现场试验表明，地基变形处于近似的直线阶段，因而变形模量可用弹性力学公式反求地基土的变形模量,E,0,表示：,变形模量与压缩模量之间的关系,:,任务一 土的压缩性 载荷试验确定土的变形模量,71,任务二 地基沉降计算,a,、分层总和法的基本假定,分层总和法,(1),地基每一分层均质，且应力沿厚度均匀分布。,(2),在建筑物荷载作用下，地基土层只产生竖向压缩变形，不,发生侧向膨胀变形。因此，在计算地基的沉降量时，可采,用室内侧限条件下测定的压缩性指标。,(3),采用基底中心点下的附加应力计算地基变形量，且地基任,意深度的附加应力等于基底中心点下该深度的附加应力值,(4),地基变形发生在有限深度范围内。,(5),地基最终沉降量等于各分层沉降量之和。,任务二 地基沉降计算 a、分层总和法的基本假定 分层,72,任务二 地基沉降计算,b,、,分层总和法计算步骤,分层总和法,(1),将土分层。,将基础下的土层分成若干薄层。分层的原则如下。,不同土层的分界面。,地下水位处。,因附加应力,z,沿深度变化是非线性的，为了避免产生较大的误差，保证每薄层内附加应力分布近似于直线，以便较准确地求出各层内附加应力平均值，一般可采用上薄下厚的方法分层，且每层土的厚度应不大于基础宽度的,0.4,倍，即,h,i,0.4b(b,为基础的宽度,),。,任务二 地基沉降计算 b、分层总和法计算步骤 分层总,73,任务二 地基沉降计算,b,、,分层总和法计算步骤,分层总和法,(2),计算自重应力,cz,。,按计算公式,cz,i,h,i,计算自重应力在基础中点沿深度,z,的分,布，并按一定比例将其绘制在中心,z,深度线的左侧。,(3),计算附加应力,z,。,计算附加应力在基底中心点处沿深度,z,的分布，按一定的比例绘制于中心点,z,深度线的右侧。注意，附加应力应从基础底面算起。,任务二 地基沉降计算 b、分层总和法计算步骤 分层总,74,任务二 地基沉降计算,b,、,分层总和法计算步骤,分层总和法,(4),计算深度的确定,z,n,。,根据,z,0.2,cz,(,对高压缩性土,z,0.1,cz,),来确定。,任务二 地基沉降计算 b、分层总和法计算步骤 分层总,75,任务二 地基沉降计算,b,、,分层总和法计算步骤,分层总和法,(5),计算各分层的自重应力、附加应力平均值。,基于土层是均质、连续、各向同性的弹性半空间无限体假,定及将土层划分为薄层，在计算各分层自重应力平均值与,附加应力平均值时，可直接取薄层底面与顶面的计算值的,算术平均值,(,即底面与顶面计算值相加除以,2),。,(6),确定各分层压缩前后的孔隙比。,根据计算出的平均自重应力、平均自重应力与平均附加应,力之和，在相应的压缩曲线上查得初始孔隙比,e,1i,、压缩稳,定后的孔隙比,e,2i,。,任务二 地基沉降计算 b、分层总和法计算步骤 分层总,76,任务二 地基沉降计算,b,、,分层总和法计算步骤,分层总和法,(7),计算地基最终沉降量。,分别计算各层的沉降量，,累加即得地基的最终沉降量。,任务二 地基沉降计算 b、分层总和法计算步骤 分层总,77,任务二 地基沉降计算,规范推荐法,建筑地基基础设计规范,所推荐的地基最终沉降量计算方法是,另一种形式的分层总和法。它也采用侧限条件的压缩性指标，并运,用了平均附加应力系数计算；还规定了地基沉降计算深度的标准以,及提出了地基的沉降计算经验系数，使得计算成果接近于实测值。,式中：,s,-,沉降计算经验系数，应根据同类地区已有房屋和构筑物实测最终沉降量与计算沉降量对比确定,任务二 地基沉降计算 规范推荐法 建筑地基基础,78,任务二 地基沉降计算,规范推荐法,计算深度的确定：,1,）规范规定应满足下式要求：,式中：,S,n,-,在深度,z,n,处，向上取计算厚度为,z,的计算变形值；,z,查表；,S,i,-,在深度,z,n,范围内，第,i,层土的计算变形量。如确定的沉降计算深度下部仍有较软弱土层时,应继续往下计算,同样也应满足上式。,任务二 地基沉降计算 规范推荐法计算深度的确定：式中：,79,任务二 地基沉降计算,分层总和法与,规范,推荐法的比较,计算量及,计算精度,沉降计算,深度确定,经验修正,分层总和法,附加应力按线性计算，误差大，计算量大,比较自重应力与附加应力的大小确定计算深度,无,应力面积法,考虑了附加应力非线性分布，引入平均附加应力系数，计算量小,比较第,n,层沉降与总沉降大小确定，更为合理,提出了沉降计算经验系数，综合考虑了多种因素影响，使结果更接近实际,任务二 地基沉降计算 分层总和法与规范推荐法的比较计,80,任务二 地基沉降计算,地基沉降与时间的关系,地基的变形不是瞬时完成的，地基在建筑物荷载作用下要经过相当长的时间才能达到最终沉降量。,在工程设计中，除了要知道地基最终沉降量外，往往还需要知道沉降随时间的变化过程即沉降与时间的关系。,任务二 地基沉降计算 地基沉降与时间的关系,81,任务二 地基沉降计算,地基沉降与时间的关系,1,、,饱和士的有效应力原理,由于饱和土体是由固体土颗粒和孔隙水组成的两相体，故作用于饱和土体内某截面上总的正应力,由两部分组成：一部分为孔隙水压力,u,；另一部分为有效应力,，作用于土的骨架上，其中由土粒自重引起的即为土的自重应力，由附加应力引起的称为附加有效应力。饱和土中总应力与孔隙水压力、有效应力之间存在如下关系：,u,称为饱和土的有效应力公式。,任务二 地基沉降计算 地基沉降与时间的关系1、饱和士的,82,任务二 地基沉降计算,地基沉降与时间的关系,2,、,饱和土的单向固结理论,单向固结理论基本假设如下,：,(1),土是均质的、各向同性和完全饱和的。,(2),土粒和孔隙水都是不可压缩的，土的压缩速率取决于孔隙,中水的排出速率。,(3),土层的压缩和土中水的渗流只沿竖向发生，是单向的。,(4),土中水的渗流服从达西定律，且土的渗透系数,k,和压缩系,数,a,在渗流过程中保持不变。,(5),外荷载是一次瞬时施加的。,任务二 地基沉降计算 地基沉降与时间的关系2、饱和土的,83,任务二 地基沉降计算,地基沉降与时间的关系,2,、,饱和土的单向固结理论,固结度,定义：,任务二 地基沉降计算 地基沉降与时间的关系2、饱和土的,84,任务二 地基沉降计算,地基沉降与时间的关系,假定地基变形与有效应力成正比，得：,上式中括号内的级数收敛的很快，当,U,t,30%,时可近似地取其中第一项,:,任务二 地基沉降计算 地基沉降与时间的关系假定地基变形,85,任务三 建筑物沉降观测与地基允许变形值,建筑物沉降观测,规范规定，以下建筑物应在施工期间及使用期间进行沉降观测,(1),地基基础设计等级为甲级的建筑物。,(2),复合地基或软弱地基上的设计等级为乙级的建筑物。,(3),加层、扩建建筑物。,(4),受邻近深基坑开挖施工影响或受场地地下水等环境因素变化影响的,建筑物。,(5),需要积累建筑经验或进行设计反分析的工程。,任务三 建筑物沉降观测与地基允许变形值 建筑物沉降观测,86,任务三 建筑物沉降观测与地基允许变形值,建筑物沉降观测,任务三 建筑物沉降观测与地基允许变形值 建筑物沉降观测,87,任务三 建筑物沉降观测与地基允许变形值,地基变形特征,任务三 建筑物沉降观测与地基允许变形值 地基变形特征,88,项目四 土的抗剪强度与地基承载力,掌握抗剪强度的库仑定律、土的极限平衡条件、测定土的抗剪强度的方法,了解各种地基的破坏形式,掌握地基临塑荷载、临界荷载以及地基承载力的确定和修正方法,能力目标,项目四 土的抗剪强度与地基承载力掌握抗剪强度的库仑定律、土,89,任务一 概述,土的抗剪强度,土的抗剪强度,：,是指土体对于外力作用下，土体内部产生剪应力时，土对剪切破坏的极限抵抗能力。主要应用于地基承载力的计算和地基稳定性的分析、边坡稳定性分析、档土墙及地下结构物上的土压力计算等。,变形破坏 沉降、位移、不均匀沉降等超过规定限值,地基破坏,强度破坏 地基整体或局部滑移、隆起，土工构筑物失稳、滑坡,任务一 概述 土的抗剪强度土的抗剪强度：是指土体对于外,90,任务一 概述,任务一 概述,91,任务一 概述,土的抗剪强度,土的抗剪强度是指土体对外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。土体发生剪切破坏时，将沿着其内部某一曲线面,(,滑动面,),产生相对滑动，而该滑动面上的剪应力就等于土的抗剪强度。,任务一 概述 土的抗剪强度 土的抗剪强度是指,92,任务一 概述,f,=tan,砂土,f,=c+tan,粘土,c,c,:,土的粘聚力,:,土的内摩擦角,f,f,:,为土的内摩擦力,任务一 概述f=tan 砂土f=c+,93,任务一 概述,土的极限平衡条件,当土中任意点在某一方向的平面上所受的剪应力达到土体的抗剪强度时，就称该点处于极限平衡状态，即：,反映土体中某点处于极限平衡状态时的应力条件，称为极限平衡条件，也称为土体的剪切破坏条件。,任务一 概述 土的极限平衡条件 当土中,94,任务一 概述,以上,可用莫尔圆表示，如下图,任务一 概述以上可用莫尔圆表示，如下图,95,任务一 概述,1),应力圆与强度包线相离,(,圆,I),，,f,，说明库仑直线上方的一段弧所代表的各截面的剪应力均大于抗剪强度，即该点已有破坏面产生，实际上圆,所代表的应力状态是不可能存在的，因为该点破坏后，应力已超出弹性范围；,(3),应力圆与强度包线在,A,点相切,(,圆,),，说明单元体上,A,点对应的截面剪应力刚好等于抗剪强度，即,f,，因此，该点处于极限平衡状态，其余所有截面都有,f,，此时莫尔圆亦称极限应力圆。由此可知，土中一点的极限平衡的几何条件是：库仑直线与莫尔应力圆相切。,任务一 概述1)应力圆与强度包线相离(圆I)，,cq,q,，,不同试验方法的抗剪强度指标,任务二 土的抗剪强度指标的测定 直接剪切试验,101,任务二 土的抗剪强度指标的测定,三轴压缩试验,固结排水试验（,CD,试验）,1,打开排水阀门，,施加围压,后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；,2,打开排水阀门，慢慢施加轴向应力差,以便充分排水，避免产生超静孔压,固结不排水试验（,CU,试验）,1,打开排水阀门，,施加围压,后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；,2,关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差,过程中不排水,不固结不排水试验（,UU,试验）,1,关闭排水阀门，,围压,下不固结；,2,关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差,过程中不排水,c,d,、,d,c,cu,、,cu,c,u,、,u,试验类型,任务二 土的抗剪强度指标的测定 三轴压缩试验 固,102,任务二 土的抗剪强度指标的测定,三轴压缩试验,结果,抗剪强度包线,c,分别在不同的周围压力,3,作用下进行剪切，得到,3,4,个不同的破坏应力圆，绘出各应力圆的,公切线,即为土的抗剪强度包线,任务二 土的抗剪强度指标的测定 三轴压缩试验结果抗剪,103,任务二 土的抗剪强度指标的测定,三轴压缩试验,结果,有效应力圆,总应力圆,u,=0,B,C,c,u,u,A,A,3A,1A,（,1,）不固结不排水剪（,UU,）,饱和粘性土在三组,3,下的不排水剪试验得到,A,、,B,、,C,三个不同,3,作用下破坏时的总应力圆,试验表明：三个试样的周围压力,3,不同，但破坏时的主应力差相等，三个极限应力圆的直径相等，因而强度包线是一条水平线,任务二 土的抗剪强度指标的测定 三轴压缩试验结果有效,104,任务二 土的抗剪强度指标的测定,三轴压缩试验,结果,虚线应力圆：将总应力圆在水平轴上左移,u,f,得到相应的有效应力圆，按有效应力圆强度包线可确定,c,、,c,cu,c,cu,实线应力圆：饱和粘性土在三组,3,下进行固结不排水剪试验得到,A,、,B,、,C,三个不同,3,作用下破坏时的总应力圆，由总应力圆强度包线确定固结不排水剪总应力强度指标,c,cu,、,cu,A,B,C,（,2,）固结不排水剪（,CU,）,任务二 土的抗剪强度指标的测定 三轴压缩试验结果虚线,105,任务二 土的抗剪强度指标的测定,三轴压缩试验,结果,（,3,）固结排水剪（,CD,）,c,d,d,在整个排水剪试验过程中，,u,f,0,，总应力全部转化为有效应力，所以总应力圆即是有效应力圆，总应力强度线即是有效应力强度线。强度指标为,c,d,、,d,总结：,对于同一种土，在不同的排水条件下进行试验，总应力强度指标完全不同,有效应力强度指标不随试验方法的改变而不同，抗剪强度与有效应力有唯一的对应关系。,任务二 土的抗剪强度指标的测定 三轴压缩试验结果（3,106,任务二 土的抗剪强度指标的测定,无侧限抗压强度试验,三轴压缩试验中当周围压力,s,3,=0,时即为无侧限试验条件，这时只有,q,=s,1,。所以，也可称为单轴压缩试验。由于试样的侧向压力为零，在侧向受压时，其侧向变形不受限制，故又称为,无侧限压缩试验,。把这种情况下所能承受的最大轴向压力称为无侧限抗压强度以,q,u,表示。试验时仍用圆柱状试样，可在专门的无侧限仪上进行，也可在三轴仪上进行。,1.,适用土质,饱和粘性土,2.,试验原理,相当三轴压缩试验中，,s,3,=0,时的不排水剪。,3.,试验装置,q,u,q,u,3,=0,加压框架,量表,量力环,升降螺杆,无侧限压缩仪,试样,任务二 土的抗剪强度指标的测定 无侧限抗压强度试验,107,任务二 土的抗剪强度指标的测定,无侧限,压缩仪,任务二 土的抗剪强度指标的测定 无侧限压缩仪,108,任务二 土的抗剪强度指标的测定,无侧限抗压强度试验,无侧限抗压强度试验所得的极限应力圆的水平切线就是破坏包线,0,c,u,无侧限抗压强度试验,q,u,任务二 土的抗剪强度指标的测定 无侧限抗压强度试验,109,任务二 土的抗剪强度指标的测定,十字板剪切试验,十字板剪切仪的构造如图,:,任务二 土的抗剪强度指标的测定 十字板剪切试验十字,110,任务二 土的抗剪强度指标的测定,十字板剪切试验,试验时，先把套管打到要求测试的深度以上,75 cm,，并将套管内的土清除，然后通过套管将安装在钻杆下的十字板压入土中至测试的深度。由地面上的扭力装置对钻杆施加扭矩，使埋在土中的十字板扭转，直至土体剪切破坏，破坏面为十字板旋转所形成的圆柱面。记录土体剪切破坏时所施加的扭矩为,M,。土体破坏面为圆柱面,(,包括侧面和上下面,),，作用在破坏土体圆柱面上的剪应力所产生的抵抗矩应该等于所施加的扭矩,M,，即：,M=1/2D,2,H,v,1/6D,3,H,任务二 土的抗剪强度指标的测定 十字板剪切试验,111,任务三,地基承载力的理论计算,地基的破坏形式,1,、整体剪切破坏,破坏时形成了延续至地面的连续滑动面，破坏曲线三阶段明显，如曲线（,a,）。,2,、局部剪切破坏,形成局部滑动面，压力与沉降关系一开始就呈显非线性关系，如曲线（,b,）。,3,、冲剪破坏基础近乎竖直刺如土中，如曲线（,c,）。,任务三地基承载力的理论计算 地基的破坏形式1、整体,112,任务三,地基承载力的理论计算,地基的破坏形式,任务三地基承载力的理论计算 地基的破坏形式,113,任务三,地基承载力的理论计算,地基的临塑荷载与临界荷载,1,临塑荷载,地基的临塑荷载是指地基中将要出现但尚未出现塑性变形区时的基底附加压力。其计算公式可根据土中应力计算的弹性理论和土体极限平衡条件导出。,2,临界荷载,临界荷载是指地基中已经出现塑性变形区，但尚未达到极限破坏时的基底附加压力。地基塑性区发展的容许深度与建筑物类型、荷载性质以及土的特征等因素有关。,一般认为，在中心垂直荷载下，塑性区的最大发展深度,z,max,可控制在基础宽度的，相应的临界荷载用,表示。,任务三地基承载力的理论计算 地基的临塑荷载与临界荷,114,任务三,地基承载力的理论计算,地基的极限荷载,地基剪切破坏发展到即将失稳时所能承受的荷载，称为,地基的极限荷载,。,1,太沙基,(K.Terzaghi),公式,2,斯凯普顿,(Skempton),公式,3,汉森,(HansenJ.B.),公式,任务三地基承载力的理论计算 地基的极限荷载地基剪切,115,任务,四,地基承载力特征值的确定,地基承载力特征值的确定,地基承载力特征值的确定方法可归纳为三类：,(1),根据土的抗剪强度指标的相关理论公式进行计算。,(2),按现场载荷试验的,p,s,曲线确定。,(3),其他原位测试方法确定。,任务四 地基承载力特征值的确定 地基承载力特征值,116,任务,四,地基承载力特征值的确定,地基承载力特征值的确定,按理论公式确定地基承载力特征值,:,1,按一般理论公式确定,前面已介绍了地基临塑荷载,p,cr,、临界荷载,p,1/4,和,p,1/3,、极限荷载,p,u,的计算，它们均可用来确定地基承载力特征值。,2,按规范推荐公式确定,f,a,=,M,b,b+M,d,m,d,+M,c,c,k,任务四 地基承载力特征值的确定 地基承载力特征,117,任务,四,地基承载力特征值的确定,确定地基承载力的其他方法,（一）其他试验方法确定地基承载力,1,、深层平板载荷试验,2,、旁压试验,3,、螺旋压板载荷试验,（二）经验方法确定地基承载力,2,、建立经验关系的方法,3,、规范推荐的地基载力表,1,、间接原位测试的方法,任务四 地基承载力特征值的确定 确定地基承载力的,118,项目五,土压力与土坡稳定性,理解三种土压力的概念,掌握朗肯土压力的理论,理解库仑土压力理论及其与朗肯土压力理论的比较,掌握常见情况下土压力的计算,熟悉档土墙的类型、构造和设计方法,掌握土坡稳定的概念，理解简单土坡稳定分析的方法,能力目标,项目五土压力与土坡稳定性理解三种土压力的概念能力目标,119,任务一,土压力的类型及影响因素,土压力的类型,任务一土压力的类型及影响因素 土压力的类型,120,任务一,土压力的类型及影响因素,土压力的类型,任务一 土压力的类型及影响因素 土压力的类型,121,任务二 静止土压力计算,静止土压力计算,静止土压力犹如半空间弹性变形体在土的自重作用下无侧向变形时的水平侧压力，如图所示,作用在墙上的静止土压力,合力,为：,E,0,1/2H,2,K,0,土表面下任意深度,z,处的静止土压力强度可按下式计算：,p,0,K,0,z,任务二 静止土压力计算 静止土压力计算,122,任务三 朗肯土压力计算,基本假定,(1),挡土墙是刚性的，墙背垂直光滑，不考虑墙背与填土之间的摩阻,力；,(2),挡土墙的墙后填土表面水平。,把土体当作半无限空间的弹性体，而墙背可假想为半无限土体内部的铅直平面，根据土体处于极限平衡状态，符合莫尔一库仑准则的条件，求出挡土墙上的土压力。,由于墙背与填土间无摩阻力，故剪应力为零，墙背为主应力面，这样，若挡土墙不出现位移，则墙后土体处于弹性平衡状态，作用在墙背上的应力状态与弹性半空间土体的应力状态相同。,任务三 朗肯土压力计算 基本假定,123,任务三 朗肯土压力计算,半空间体的极限平衡状态,(a),墙背单元微体；,(b),朗肯主动状态；,(c),朗肯被动状态；,(d),莫尔应力圆,任务三 朗肯土压力计算 半空间体的极限平衡状态(a,124,任务三 朗肯土压力计算,一、朗肯主动土压力,由土的强度理论可知，当土体中某点处于极限平衡状态时，大小主应力之间应满足以下关系：,粘性土：,无粘性土：,任务三 朗肯土压力计算一、朗肯主动土压力 粘性土：,125,任务三 朗肯土压力计算,假定条件：墙背光滑（满足剪应力为零的边界条件）、直立、填土面水平。当挡墙偏离土体时，逐渐减小到 时达到朗肯主动极限平衡状态，主动土压力强度 为：,粘性土：,无粘性土：,任务三 朗肯土压力计算 假定条件：墙背光滑,126,任务三 朗肯土压力计算,主动土压力合力（取单位墙长计算）：,无粘性土 粘性土,无粘性土：,粘性土：,令,得,任务三 朗肯土压力计算主动土压力合力（取单位墙长计算）,127,任务三 朗肯土压力计算,二、朗肯被动土压力,无粘性土：,粘性土：,任务三 朗肯土压力计算二、朗肯被动土压力无粘性土：,128,任务三 朗肯土压力计算,无粘性土：,粘性土：,任务三 朗肯土压力计算无粘性土：,129,任务三 朗肯土压力计算,三、几种情况下的土压力计算,（一）填土表面有均布荷载,无粘性土,任务三 朗肯土压力计算三、几种情况下的土压力计算无粘性土,130,任务三 朗肯土压力计算,(,二,),成层填土,(,三,),墙后填土有地下水,下层应为 可近似认为,任务三 朗肯土压力计算(二)成层填土(三)墙后填土有地下,131,任务四 库伦土压力理论,库仑土压力理论,研究方法,：根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔体，从楔 体的静力平衡条件得出的土压力计算理论。（为平面问题）,基本假定,：墙后填土是理想的散粒体（,c=0,）；滑动破坏面为通过墙踵的平面。,一、主动土压力,任务四 库伦土压力理论 库仑土压力理论研究方法：根,132,任务四 库伦土压力理论,楔体在三力作用下处于静力平衡状态，由力矢三角形按正弦定理：,力矢三角形,令,得到,E,为极大值时的破坏角，代入上式得：,库伦主动土压力系数查表。,任务四 库伦土压力理论楔体在三力作用下处于静力平衡状态，,133,任务四 库伦土压力理论,二、被动土压力,被动土压力系数。,任务四 库伦土压力理论二、被动土压力被动土压力系数。,134,任务四 库伦土压力理论,三、粘性土的土压力,图解法：,假定若干个滑动面试算，求出其中最大值，即为主动土压力,。,任务四 库伦土压力理论三、粘性土的土压力假定若干个滑动面,135,任务四 库伦土压力理论,四、,建筑地基基础设计规范,推荐的公式,该规范（,GB50007-2011,）推荐的公式采用与楔体试算法相似的平面滑裂面假定，得到主动土压力为：,主动土压力系数。,任务四 库伦土压力理论四、建筑地基基础设计规范推荐的,136,任务五 边坡与挡土墙设计,一、挡土墙的类型,1,、重力式挡土墙（,a,）；,2,、悬臂式挡土墙（,b,）；,3,、扶壁式挡土墙（,c,）。,（,a,）（,b,）（,c,）,任务五 边坡与挡土墙设计一、挡土墙的类型（a）,137,任务五 边坡与挡土墙设计,1,挡土墙类型选择,任务五 边坡与挡土墙设计1挡土墙类型选择,138,任务五 边坡与挡土墙设计,2,重力式挡土墙的计算,1.稳定性验算：,抗倾覆稳定和抗滑稳定,2.地基承载力验算,挡土墙计算内容,3.墙身强度验算,抗倾覆稳定验算,z,f,E,a,E,az,E,ax,G,a,a,0,d,抗倾覆稳定条件,挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾,O,点向外倾覆,O,x,0,x,f,