【正文】 水條件下： t= TV H2/CV= 5002/ 105= 第 7章 土的抗剪強(qiáng)度 土的抗剪強(qiáng)度 是指土體對(duì)于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力。 對(duì)同一擋土墻，在填土的物理力學(xué)性質(zhì)相同的條件下 有以下規(guī)律： Ea ＜ Eo ＜＜ Ep 靜止土壓力計(jì)算 作用在擋土結(jié)構(gòu)背面的靜止土壓力可視為天然土層自重應(yīng)力的水平分量 K0?h h ?z K0?z oo KhE 221 ??z h/3 靜止土壓力系數(shù) ooKz???靜止土壓力強(qiáng)度 靜止土壓力分布 土壓力作用點(diǎn) 三角形分布 作用點(diǎn)距墻底 h/3 朗肯土壓力理論 朗肯土壓力基本理論 、光滑 σ z=?z σ x＝ K0?z z f=0 pa＝ Ka?z pp＝ Kp?z 增加 減小 大主應(yīng)力方向 主動(dòng)伸展 被動(dòng)壓縮 小主應(yīng)力方向 pa pp ?f ? ?z K0?z 土體處于彈性平衡狀態(tài) 主動(dòng)極限平衡狀態(tài) 被動(dòng)極限平衡狀態(tài) 水平方向均勻壓縮 伸展 壓縮 主動(dòng)朗肯狀態(tài) 被動(dòng)朗肯狀態(tài) 水平方向均勻伸展 處于主動(dòng)朗肯狀態(tài)， σ1方向豎直，剪切破壞面與豎直面夾角為 45o?/2 45o?/2 45o＋ ?/2 處于被動(dòng)朗肯狀態(tài)， σ3方向豎直，剪切破壞面與豎直面夾角為 45o＋ ?/2 二、主動(dòng)土壓力 45o＋ ?/2 h 擋土墻在土壓力作用下，產(chǎn)生離開土體的位移，豎向應(yīng)力保持不變，水平應(yīng)力逐漸減小，位移增大到△ a，墻后土體處于朗肯主動(dòng)狀態(tài)時(shí)，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，它與大主應(yīng)力面夾角 45o＋ ?/2，水平應(yīng)力降低到最低極限值 ?z(σ1) pa(σ3) 極限平衡條件 ?????? ???????? ?? 245t a n2245t a n 213 ???? oo c 朗肯主動(dòng)土 壓力系數(shù) aaa KczKp 2?? ?朗肯主動(dòng)土壓力強(qiáng)度 z h/3 Ea ?hKa 討論： 當(dāng) c=0,無粘性土 aaa KczKp 2?? ?朗肯主動(dòng)土壓力強(qiáng)度 aa zKp ??h z成正比，沿墻高呈三角 形分布 ，即三角形面積 ，即作用在離墻底 h/3處 aKh 2)2/1( ??當(dāng) c＞ 0, 粘性土 粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分 1. 土的自重引起的土壓力 ?zKa 2. 粘聚力 c引起的負(fù)側(cè)壓力 2c√Ka 說明： 負(fù)側(cè)壓力是一種拉力，由于土與結(jié)構(gòu)之間抗拉強(qiáng)度很低，受拉極易開裂，在計(jì)算中不考慮 負(fù)側(cè)壓力深度為臨界深度 z0 020 ??? aaa KcKzp ? )/(20 aKcz ??aaa KczKp 2?? ?2c√Ka Ea (hz0)/3 h z 0 ?hKa2c√Ka 側(cè)壓力區(qū) （計(jì)算中不考慮） （不計(jì)負(fù)側(cè)壓力部分） ，即作用在離墻底 (hz0)/3處 0( ) ( 2 ) / 2a a aE h z h K c K?? ? ?2c√Ka Ea (hz0)/3 h z 0 ?hKa2c√Ka 三、被動(dòng)土壓力 極限平衡條件 ????????????? 245t a n2245t a n 231 ???? ＋＋＋ oo c朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù) ppp KczKp 2?? ?朗肯被動(dòng)土壓力強(qiáng)度 ?z(σ3) pp(σ1) 45o－ ?/2 h z 擋土墻在外力作用下，擠壓墻背后土體，產(chǎn)生位移，豎向應(yīng)力保持不變，水平應(yīng)力逐漸增大，位移增大到 △ p，墻后土體處于朗肯被動(dòng)狀態(tài)時(shí)，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，它與小主應(yīng)力面夾角 45o－ ?/2，水平應(yīng)力增大到最大極限值 討論： 當(dāng) c=0,無粘性土 ppp KczKp 2?? ?朗肯被動(dòng)土壓力強(qiáng)度 pp zKp ?? z成正比，沿墻高呈三角形分布 ，即三角形面積 ，即作用在離墻底 h/3處 h ?hKp h/3 Ep pKh 2)2/1( ??當(dāng) c＞ 0, 粘性土 粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分 1. 土的自重引起的土壓力 ?zKp 2. 粘聚力 c引起的側(cè)壓力 2c√Kp 說明： 側(cè)壓力是一種正壓力，在計(jì)算中應(yīng)考慮 ppp KchKhE 2)2/1(2 ?? ? ，即梯形分布圖形面積 土壓力合力 h Ep 2c√Kp ?hKp ＋ 2c√Kp h p ppp KczKp 2?? ?四、例題分析 【 例 】 有一擋土墻，高 6米，墻背直立、光滑，墻后填土面水平。 2 超靜孔隙水壓力 ，是由外荷載引起，超出靜水位以上的那部分孔隙水壓力。對(duì)一般粘性土來講，固結(jié)沉降是基礎(chǔ)沉降或地基沉降的主要部分，通常所說的基礎(chǔ)沉降一般都是指 固結(jié)沉降 。 孔隙中水和氣體向外排出要有一個(gè)時(shí)間過程 。 gvuzhw 22????wuhz??? 滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律 達(dá)西定律 (滲透定律 ) v k i??在層流狀態(tài)的滲流中，滲透速度 v與水力坡降 i的一次方成正比，并與土的性質(zhì)有關(guān)。 特征： ?物理風(fēng)化：量變過程，形成的土顆粒較粗； ?化學(xué)風(fēng)化：質(zhì)變過程，形成的土顆粒很細(xì)。 實(shí)際上是一種鋁 — 硅酸鹽晶體，由硅片和鋁片構(gòu)成的晶包所組合而成。 ?影響因素 ?計(jì)算方法 ?分布規(guī)律 上部結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ) 地基 建筑物設(shè)計(jì) ?暫不考慮上部結(jié)構(gòu)的影響，使問題得以簡(jiǎn)化； ?用荷載代替上部結(jié)構(gòu)。 超固結(jié)比 OCR ：前期固結(jié)應(yīng)力與現(xiàn)有有效應(yīng)力之比 ， 即 OCR＝ pc/p 正常固結(jié)土： 先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)時(shí)的土壓力 pc＝ p0 OCR=1 超固結(jié)土： 先期固結(jié)壓力大于現(xiàn)時(shí)的土壓力 pcp0 OCR1, OCR愈大 ， 土受到的超固結(jié)作用愈強(qiáng) ， 在其他條件相同的情況下 ， 其壓縮性愈低 。 3 求出計(jì)算點(diǎn)垂線上各分層層面處的豎向自重應(yīng)力 ?c ( 從地面起算 )。通過試驗(yàn)測(cè)得土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) c=15 kPa，? =20o。 三軸壓縮試驗(yàn)測(cè)定，按剪切前的固結(jié)狀態(tài)和剪切時(shí) 的排水條件分為三種 固結(jié)排水試驗(yàn)、固結(jié)不排水試驗(yàn) 和 不固結(jié)不排水試驗(yàn)。 5 求出各分層的 平均自重應(yīng)力 p1i 和平均附加應(yīng)力 ?pi 6 由各分層的平均自重應(yīng)力p1i 和平均自重應(yīng)力 p1i 與平均附加應(yīng)力 ?pi 之和(p1i+ ?pi ) ,在壓縮曲線上查出相應(yīng)的 初始孔隙比和壓縮穩(wěn)定后的孔隙比 7 計(jì)算 各分層土的壓縮量 ?si 8 地基 最終沉降量 s 的分層總和法 d 地面 基底 p p0 ?d ? 自重應(yīng)力 附加應(yīng)力 沉降計(jì)算深度 ?szi ?zi Hi 自重應(yīng)力 從 地面 算起 附加應(yīng)力 是由基底附加應(yīng)力 pγd 引起的 ?? iSS 飽和土中的有效應(yīng)力 把飽和土體中由孔隙水來承擔(dān)或傳遞的應(yīng)力定義為 孔隙水應(yīng)力 ，常以 u表示。 第 6章 地基變形 沉降的三個(gè)部分： a、 瞬時(shí)沉降： 根據(jù)彈性理論公式估算 。ePM?????????? ????Be61APpee,0em i nm a xxy當(dāng)矩形面積中心荷載 APp ?矩形面積偏心荷載 yyxxIxMIyMAP)y,x(p ????????? ?? Be61APp m a x?????? ?? Be61APp m i neB/6: 梯形 e=B/6: 三角形 m a xm in61PepAB????????x y B L e e x y B L P P maxp0pmin ? 0pmin ?maxp矩形面積單向偏心荷載 eB/6: 出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū) e x y B L K 3K P 0pmin ?maxp L)e2B(3P2KL3P2pm a x ???土不能承受拉應(yīng)力 基底壓力合力與總荷載相等 壓力調(diào)整 K=B/2e e x y B L K 3K P maxpK=B/2e 形心 ? ?m a x0 .5 3F P K L? ? ?PF?? ?m a x0 . 5 3P P K L? ? ?L)e2B(3P2KL3P2pm a x ??? 基底附加應(yīng)力的計(jì)算 基底附加應(yīng)力 ——基底凈壓力 概念：作用在基礎(chǔ)底面的壓力與該處原來的自重應(yīng)力之差 。 室內(nèi)測(cè)定的三個(gè)物理性質(zhì)指標(biāo) Water Air Solid Va Vw Vs Vv V ma=0 mw ms m 質(zhì)量 體積 －土的密度、土粒的相對(duì)密度、土的含水量 土的密度 awswsVVVmmVm??????單位 : kg/m3 或 g/cm3 定義 : 單位體積土的