第五章土压力和山坡稳定（7学时）内容提要1．挡土墙的土压力2．朗肯土压力理论3．库仑土压力理论4．挡土结构设计简介5.山坡的稳定性剖析能力培养要求1．用朗肯理论估算均质土的主动土压力与被动土压力。2．用朗肯理论估算常见情况下的主动土压力。3．用库仑理论估算土的主动与被动土压力。4．会剖析挡土墙的稳定性，简单挡土结构设计。5．无黏性山坡的稳定剖析。6．用条分法对黏性土山坡进行的稳定剖析。7．会剖析山坡失稳的缘由，提出合理的举措。教学方式班主任主讲、课堂讨论、学生讲评、提问答疑、习题剖析等第一节挡土墙的土压力教学目标1．把握三种土压力的概念。2．把握静止土压力估算。教学内容设计及安排【基本内容】一、挡土墙的位移与泥岩的状态土压力的类型土压力（kN/m）1．静止土压力——挡土墙在土压力作用下不发生任何变型和位移（联通或转动）墙后回填处于弹性平衡状态，作用在挡土墙背的土压力。2．主动土压力——挡土墙在土压力作用下离开基岩往前位移时，土压力急剧降低。当位移至一定数值时，墙后填土达到主动极限平衡状态。此时，作用在墙背的土压力称为主动土压力。3．被动土压力——挡土墙在外力作用下推挤基岩向后位移时，作用在墙壁的土压力急剧降低。
当位移至一定数值时，墙后填土达到被动极限平衡状态。此时，作用在墙壁的土压力称为被动土压力。【讨论】△a0的黏性土山坡侧面摩擦力计算方法，非常是土由多层土组成。条分法：将滑动岩体分为若干垂直土条，求各土条对滑弧圆心的抗滑扭矩和滑动转矩，之后求该山坡的稳定安全系数。具体估算步骤如下：1．按比列绘出土坡剖面[图(a)]；(a)山坡剖面(b)作用在i土条上的力2．任选一圆心O，以为直径作弧形，AC为滑动面，将滑动面以上基岩分成几个等宽（不等宽亦可）土条；3．估算每位土条的力（以第i土条为例进行剖析）；第i条上斥力有（横向取1m）:自重Wi；法向反力Ni和剪切力TI；土条侧面ac和bd上的法向力Pi、Pi+1和弯矩Xi、Xi+1。为简化估算，设Pi、Xi的合力与Pi+1、Xi+1的合力相平衡。按照土条静力平衡条件列举滑动面上挠度分别为4．滑动面AB上的总滑动扭力（对滑动圆心）为5．滑动面AB上的总抗滑扭矩（对滑动圆心）为：6．确定安全系数K。总抗滑扭矩与总滑动扭矩的比值称为稳定安全系数K注意：地下水位以下用有效轻度；土的粘聚力c和内磨擦角?应按滑弧所通过的地层采取不同的指标。【例题先自习后讲解】【例2】某山坡如图所示。
已知山坡高度H=6m，坡角?=55°，土的轻度?=18.6kN/m3，内磨擦角?=12°，粘聚力c=16.7kPa。试用条分法验算山坡的稳定安全系数。【解题思路】①按比列绘出土坡，选择滑弧圆心，做出相应的滑动弧形。②将滑动基岩分成若干土条（本例题将该滑弧分成7个土条）并对土条编号；③量出各土条中心高度hi、宽度bi，并列表估算sin?i、cos?i以及土条重Wi等值，估算该圆心和直径下的安全系数④对圆心O选不同直径，得到O对应的最小安全系数；⑤在可能滑动范围内，选定其它圆心O1，O2，O3，…，重复上列估算，进而求出最小的安全系数，即为该山坡的稳定安全系数。（三）泰勒图表法影响山坡的稳定性指标稳定数：将三个参数c、?和H合并为一个新的无量纲参数Ns侧面摩擦力计算方法，称为稳定数。式中：Hcr――土坡的临界高度或极限高度。按不同的?绘出?与Ns的关系曲线。采用泰勒图表法可以解决简单山坡稳定剖析中的下列问题：1．已知坡角?及土的性质指标c、?、?，求稳定的坡高H；2．已知坡高H及土的性质指标c、?、?，求稳定的坡角?；3．已知坡角?、坡高H及土的性质指标c、?、?，求稳定安全系数K。
山坡稳定安全系数K的抒发方式如下：泰勒图表法应用范围：均质的、坡高在10m以内的山坡，也可用于较复杂情况的初步计算。【例题先自习后讲解】三、土坡稳定性剖析中的一些问题＊（一）填筑坝体与天然坝体（二）关于弧形滑动条分法的讨论（三）土的抗剪硬度指标值的选用（四）安全系数的选用（五）查表法确定土质坝体的斜度教学辅助资料多媒体教案等【本次课小结】1．无黏性土山坡的稳定性与坡高无关，仅取决于坡角β；2．当坡面有顺坡紊流作用时，无黏性土山坡的稳定安全系数将近乎增加一半。3．日本弧形法和泰勒图表法估算相对简单，用于剖析均质黏性土山坡，亦可用于较复杂情况的初步计算；4．条分法用于剖析外观比较复杂的黏性土山坡，非常是多层土山坡，估算工作量大，通常由计算机完成。【复习思索】1．对无黏性土，有紊流作用的山坡稳定与无紊流作用的山坡稳定相比有何变化？2．砂性土山坡的稳定性只要坡角不超过其内磨擦角，坡高H可不受限制，而黏性土山坡的稳定性还同坡高有关，试剖析其缘由；3．黏性土山坡稳定剖析有什么方式？各类剖析方式的适用条件是哪些？4．山坡稳定剖析弧形法的最危险滑弧怎样确定？
