土力学重点及试题及答案(7)

?580.25kPa

地基容许承载力[?]?pu/k?580.25/2?290.125kPa

而地基承受的均布荷载pk?250kPa?[?]?290.125kPa，所以地基处于稳定状态。

第5章 挡土墙的土压力计算及稳定性分析

一．

1． 所谓挡土墙土压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力，

它是挡土墙设计时的主要外荷载，因挡土墙的截面在较大范围内不变，计算时取单

31

填空题

位长度作为一计算段进行分析计算。

2． 当挡土墙离开填土面向前移动，填土为沙土时，位移量约为墙高的1-5‰ ，粘性土

时约为1?2%，墙后填土处于主动极限平衡状态，出现滑裂面，此时土压力减至最小，称为主动土压力。

3． 当挡土墙向后推挤填土使墙体向后移动，土压力随之增大，当位移量达到约5%H时，墙后土体产生滑裂面，土体处于被动极限状态，土压力增至最大，称为被动土压力。 4． 计算挡土墙上土压力的Rankine理论的适用条件是1。挡土墙的墙背竖直、光滑，2。

挡土墙后填土表面水平。，该理论把墙后土体视为半无限体，根据土的极限平衡状

态的条件计算土压力的。

5． 计算挡土墙上的土压力的Coulomb理论的适用条件1。墙背附斜，倾角为?；2。

墙背粗糙，墙土摩擦角?；3。填土为理想散粒体c?0，填土表面倾斜，坡角为?。 该理论是将墙后土体出现滑动破坏面时所形成的楔体作为隔离体，根据静力平衡条件计算土压力的。

6． 计算被动土压力时，库仑理论假设破坏面为一平面，实际是一曲面，因此计算结果较大，而郎肯理论计算值较小，偏于真实，因此一般用郎肯理论。 7． 挡土墙后应填碎石土，砂土，粉土，不应填黏土。

8． 无粘性土坡的稳定性与粘聚力无关，仅取决于内摩擦角，只要坡角小于内摩擦角，

土坡就是稳定的。

二、问答题

1． 填土内摩擦角的大小对土压力有何影响？

答：通常对于主动土压力，内摩擦角愈大，主动土压力愈小，而对于被动土压力，模擦角愈大，主动土压力愈大。

2． 墙背的粗糙程度、填土排水条件的好坏对主动土压力的大小有何影响。

答：采用郎肯土压力理论计算土压力，由于忽略了墙背与填土之间摩擦影响，使计算的主动土压力偏大，而计算的被动土压力偏小。

当排水条件不良时，填土的重度增加，内摩擦角减小，土的强度降低，导致填土对墙的土压力增大，对墙的稳定性产生不利的影响。 3． 略。

4． 简述影响挡土墙背上土压力大小的因素。

答：a、挡土墙的位移

挡土墙的位移方向和位移大小，是影响土压力大小的最主要因素。挡土墙位移方向不同，土压力的种类就不同。由实验与计算可知，其它条件完全相同，仅挡土墙位移方向相反，土压力数值相差不是百分之几或百分之几十，而是相差20倍左右。

b．挡土墙形状。

32

挡土墙剖面形状，包括墙背为竖直或倾斜、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。

c．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、干湿程度即含水量、土的强度指标内摩擦角和粘聚力的大小，以及填土表面的形状（水平、上斜或下斜）等。

d．挡土墙的建筑材料

如挡土墙的材料采用素混凝土和钢筋混凝土，可以认为墙的表面光滑，不计入摩擦力，若为砌石挡土墙，就必须计入摩擦力，因而土压力的大小和方向都不相同。

5.简述静止土压力，主动土压力及被动土压力的概念，它们与挡土构筑物的位移有何关

系。

答：静止土压力：当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力。 主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力。 被动土压力：当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在挡土墙上的土压力。

6．简述土的极限平衡状态的概念，挡土墙应该怎样移动才能产生主动土压力。

答：土的应力莫尔圆抗剪强度包线相切，切点为A，说明A点所代表的平面上，

剪应力正好等于抗剪强度，该点就处于极限平衡状态。挡土墙应当向离开土体

的方向偏移，使由以竖向自重应力为?1，水平向应力为?3的应力莫尔圆恰好与抗剪破坏包线相切时，水平向应力?3即为主动土压力。

7． 主动土压力是土压力中的最小值，为什么在库仑土压力理论公式推导中却要找最大的

Ea值作为主动土压力。

答：主动土压力为最小值是一个相对概念，在郎肯土压力理论中为最小，在库仑土压力

理论中是最危险破坏面对应的土压力值，是最大值。

8． 填土表面有连续的均布荷载，土压力沿深度的分布是三角形，梯形，矩形，在地下水位

以下，这部分土压力是否有变化（假设水位以下的?值不变）。

答：由连续荷载产生的矩形土压力在地下水位以下不发生变化，而三角形土压力由于有地下水的存在，计算时采用浮重度，三角形土压力的底面边长将不等于没有地下水影响时的长度。

9． 墙后填土有地下水时，为什么不能用饱和重度计算土压力，地下水为的升降对挡土墙的

稳定有何影响。

答：水对墙体作用的孔隙水压力与摩擦角无关，只与高度有关，因此需将土压力与水压力分开考虑，而不能用饱和重度计算。因为地下水的存在，使土的含水量增加，抗剪强度降低，有时导致土体对墙土压力增大，同时墙后积水，增加水压力，对墙的稳定性产生不利影响，若遇软弱地基，则因土压力增大造成挡土墙的破坏。

33

10．为减小挡土墙的土压力，试问：墙后的填土越松越好吗？为什么？从有利于墙的稳定性出发，采用什么填土最好？

答：挡土墙后填土的质量，对土压力大小有很大的影响，在设计回填料时，应尽量考虑减小土压力。良好的回填料应具有高的长期强度和大的透水性。一般说来，粒状材料是一种最好的回填料。因为它除了有较高的?值外，还能长期保持着主动应力状态，而切具有大的透水性。粘性土则有蠕变的趋势，而且透水性很低，蠕变趋势能使主动土压力向静止状态发展，从而引起侧压力随时间而增加。因此，墙后填土宜选择透水性较强的无粘性土。土的强度特性，通常会随密度的增加而得到改善，因此填土时应注意填筑质量，对填土应进行分层压密。

三． 判断题

1．库仑土压力理论假定土体的滑裂面是平面，计算结果对主动土压力偏差较小而被动土压力偏差较大。 （√） 2．墙后填土的固结程度越高，作用在墙上的总推力就越大。 （×） 3．库仑土压力理论的计算公式是根据滑动土体各点的应力均处于极限平衡状态而导出的。

（×）

四． 计算题

1， 某挡土墙垂直、光滑、填土面水平，墙高5m，填土面上作用有均布超载q=25kPa，

填土的重度??16kN/m3 ，??360，c?0，求被动土压力的大小及绘出土压力分布图。

解：将地面均布荷载换成填土的当量土层厚度为

h?q/??25/16?1.5625m

在填土面处的土压力强度为 ?p1??hKp?qKp

200 在墙底处的土压力强度

?25?tan(45?36/2)?96.30kPa

?p2??(h?H)Kp?(q??H)tan(45??/2)

?(25?16?5)tan(45?404.44Kpa2020

?36/2)0

2．某挡土墙，墙背垂直光滑，墙高6m，墙后填土面水平，其上作用着连续均布荷载q=25kPa，填土分两层，第一层土为粗砂，天然重度?1?18.5kN/m，内摩擦角?1?30，厚度h1?2m ，第二层土为细砂，天然重度?2?19kN/m，内摩擦角?2?20，厚度h2?4m。

34

3300地下水位距挡土墙基底2m，饱和重度?sat?20kN/m3，试求：

a） 绘出主动土压力和水压力分布图；

b） 总的侧压力（土压力和水压力之和）的大小；

解：第一层填土顶面和底面的土压力强度为 ?a0?qKa18.83kPa ?25?tan(4520?30/2)?8.33kPa

200020.67kPa

30.40kPa

?a1?(q??1h1)Ka1?(25?18.5?2)tan(45?30/2)

=20.67kPa

第二层填土顶面的土压力强度为

?a1?(q??1h1)Ka2?(25?18.5?2)tan(45?20/2)

20049.03kPa

58.84kPa

20kPa

?30.40kPa 水位面处的土压力强度为

200 ?a2?(q??1h1??2h2)Ka2?(25?18.5?2?19?2)tan(45?20/2)

?49.03kPa

基底处的土压力强度为

?h3Ka2?49.03?10?2?tan2(450?200/2)?58.84kPa ?a3??a2??2作用在基底处的水压力强度为

?w??wh3?10?2?20kPa 总的侧压力为

Ea?(8.83?20.67)?2/2?(30.40?49.03)?2/2?(49.03?78.84)?2/2

?236.8kN/m

35

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库土力学重点及试题及答案(7)在线全文阅读。