第六章土压力和挡土墙

第六章土压力和挡土墙名词解释：1、挡土墙：用来支撑天然或人工土坡，防止土体滑坍的构筑物。2、土压力：墙后填土的自重或填土表面上的荷载对墙产生的侧向压力3、静止土压力：挡土墙在墙后填土的推力或其他外力作用下，不发生任何移动或滑动，这时墙背上的土压力，称为静止土压力。4、主动土压力：挡土墙受到墙后填土的作用产生离开填土方向的移动，当移动量足够大，墙后填土土体处于极限平衡状态时，墙背上的土压力称为主动土压力。5、被动土压力：挡土墙受外力作用向着填土方向移动，挤压墙后填土使其处于极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为被动土压力。6、朗肯土压力理论：根据半空间的应力状态和土的极限平衡条件得出土压力的计算方法。7、临界深度：对墙后填土为粘性土的挡土墙，若离填土面某一深度处的主动土压力等于零，该深度称为临界深度。8、库仑土压力理论：是根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔体时，从楔体的静力平衡条件得出土压力的理论。填空题1、根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为、和被动土压力三种。2、在相同条件下，产生主动土压力所需的培身位移量Δa与产生被动土压力所需的墙身位移量Δp的大小关系是。3、在挡土墙断面设计验算中考虑的主要外荷载是。4、挡土墙按其刚度及位移方式可分为——、——和临时支撑三类。5、根据朗肯土压力理论，当墙后土体处于主动土压力状态时，表示墙后土体单元应力状态的应力圆与土体抗剪强度包线的几何关系是——。6、根据朗肯土压力理论，当墙后土体处于被动土压力状态时，表示墙后土体单元应力状态的应力圆与土体抗剪强度包线的几何关系是————。7、挡土墙墙后土体处于朗肯主动土压力状态时，土体剪切破坏面与竖直面的夹角为——；当墙后土体处于朗肯被动土压力状态时，土体剪切破坏面与水平面的夹角为——。8、若挡土墙墙后填土抗剪强度指标为c、Ф，则主动土压力系数等于——，被动土压力系数等于——。9、墙后为粘性填土时的主动土压力强度包括两部分：一部分是由土自重引起的土压力，另一部分是由——引起的土压力。10、当挡土墙墙后填土面有均布荷载g作用时，若填土的重度为7，则将均布荷载换算成的当量土层厚度为——。11、挡墙后填土有地下水时，作用在墙背上的侧压力有土压力和——两部分。12、当墙后无粘性填土中地下水位逐渐上升时，墙背上的侧压力产生的变化是——。13、俯斜墙背(包括假想墙背及折线墙背上墙)的坡度平缓时，土楔不沿墙背或假想墙背滑动，而沿——滑动。14、石砌挡土墙的墙背，可做成——、——、——凸形折线和衡重式五种。15、墙后填土选用粗粒土相对于选用粘性土，静止土压力的变化是—。16、当挡土墙承受静止土压力时，墙后土体处于————应力状态。17、挡土墙在满足——的条件下，库仑土压力理论与朗肯土压力理论计算得到的土压力是一致的。18、墙后填土面倾角增大时，挡土墙主动土压力产生的变化是——。19、当挡土墙墙背倾斜、墙后为粘性填土且填土面是一曲面时，土压力可采用——求解。20、库仑理论假定墙后土体中的滑裂面是通过——的平面。参考答案：1．静止土压力、主动土压力；2、Δa＜Δp，3．土压力；4、刚性挡土墙、柔性挡土墙，5、相切；6、相切；7、450-Ф/2；450+Ф/28、tg2(450-Ф/2)；tg2(450+Ф/2)9．土的粘聚力；10、q／r；11/水压力；12/增大13、．第二破裂面；14．仰斜，垂直，俯斜；15、减小；16、自重(或侧限)；17、墙背直立光滑且填土面水平；18、增大；19、图解法；20、墙踵选择题1、按挡土墙结构特点，下列类型挡土墙属于重力式挡土墙的是（1）。(1)石砌衡重式挡土墙；(2)钢筋混凝土悬臂式档土墙；(3)柱板式档土墙；(4)锚定板式档土墙。2．下列各项属于挡土墙设计工作内容的是（1、2、3、4）(1)确定作用在墙背上的土压力的性质；(2)确定作用在墙背上的土压力的大小；(3)确定作用在墙背上的土压力的方向；(4)确定作用在墙背上的土压力的作用点。5．下列描述正确的是（1、3、4）。(1)刚性挡土墙墙后某一填土层的最大土压力强度发生在土层底部；(2)柔性档土墙墙后某一填土层的最大土压力强度发生在土层底部；(3)深基坑开挖支护采用的板桩墙属于柔性挡土墙，墙身上的土压力为曲线分布；(4)基坑支撑上的最大土压力不是发生在底部，而是在中间某一高度。6．若挡土墙完全没有侧向变形、偏转和自身弯曲变形时，正确的描述是（1、2）。(1)墙后土体处于静止土压力状态；(2)墙后土体处于侧限压缩应力状态：(3)墙后土体处于无侧限压缩应力状态；(4)墙后土体处于主动土压力状态。8、下列描述正确的是（2、3）。(1)墙后填土由性质不同土层组成时，土压力沿深度的变化在土层层面处一定是连续的；(2)墙后填土由性质不同的土层组成时，土压力沿深度的变化在土层层面处常出现突变；(3)墙后填土中有地下水时，地下水位以下填土采用其浮重度计算土压力；(4)墙后填土中有地下水时，地下水位以下填土采用其干重度计算土压力。9、库仑土压力理论的基本假设包括（1、3、4）。(I)墙后填土是无粘性土；(2)墙后填土是粘性土；(3)滑动破坏面为一平面；(4)滑动土楔体视为刚体。10．确定挡土墙墙背与土间的摩擦角时，重点考虑的因素包括（1、2、4）。(1)墙背的粗糙程度；(2)墙后土体排水条件；(3)挡土墙的重要性；(4)墙后填土的内摩擦角。11．下列描述正确的是（1、2、3、4）。(1)凸形墙背和衡重式墙背的主动土压力计算方法，通常是把上下墙分开考虑，分别按库仑理论计算各直线墙段上的土压力，然后以其矢量和作为全墙的土压力；(2)衡重式墙背的上墙，由于衡重台的存在，通常把墙顶内缘和衡重台后缘的连线视作假想墙背计算土压力；(3)悬臂式和扶壁式挡土墙，通常把墙顶内缘和墙踵的连线视作假想墙背按库伦理论计算土压力；(4)假想墙背的墙背摩擦角即为填料的内摩擦角。12．朗肯土压力理论与库仑土压力理论计算所得土压力相同的情况是（2）。(1)墙后填土为无粘性土；(2)墙背直立、光滑，填土面水平；(3)挡土墙的刚度无穷大；(4)墙后无地下水。13．下列描述正确的是（1、2、3、4）。(1)仰斜墙背所受主动土压力小，故墙身断面较经济，但当墙趾处地面横坡较陡时，采用仰斜墙背将使墙身增高，断面增大；(2)俯斜墙背所受土压力较大，通常在地面横坡陡峭时采用，借陡直的墙面，以减小墙高，俯斜墙背可做成台阶形，以增加墙背与填土间的摩擦力；(3)凸形折线墙背，系由仰斜墙背演变而成，上部俯斜，下部仰斜，以减小上部的断面尺寸(包括墙高)；(4衡重式墙背，在上下墙问设一衡重台，上墙墙背俯斜，下墙墙背仰斜。14．下列描述正确的是（1、4）。(1)重力式挡土墙的设计过程是一个试算过程；(2)当地面横坡较陡时，采用较平缓墙面；当地面横坡平缓时，采用较陡或直立的墙面；(3)所有挡土墙墙顶都必须设置护栏；(4)墙身的断面形式应根据墙的用途、墙高和墙趾处，地形、地质、水文等条件，在满足稳定性和强度要求的前提下，在按结构合理、断面经济和施工便利的原则比较确定的。15．重力式挡土墙的设计应满足的基本要求包括（1、2、3、4）。(1)不产生墙身沿基底的滑动破坏；(2)不产生墙身绕墙趾倾覆；(3)地基承载力足够，不出现因基底不均匀沉降面引起墙身倾斜；(4)墙身不产生开裂破坏。16．对仰斜墙、俯斜墙和直立墙，下列描述正确的是（1、2、3、4）。(1)就墙背所受的主动土压力而言，设计时宜优先选用仰斜墙；(2)如在开挖临时边坡以后筑墙，设计时宜优先选用仰斜墙；(3)如果在填方地段筑墙，设计时宜优先选用俯斜墙或直立墙；(4)如墙前地形较陡，设计时宜优先选用直立墙。17、挡土墙墙后的回填土应优先选用砂土、碎石土等透水性较大的土，是（2）。(1)因为采用此类土施工效率高，可以全天候施工；(2)因为此类土的抗剪强度较稳定，易于排水；(3)因为采用此类土时，填土面的沉降且较小；(4)因为采用此类土时，施工压实质量易于保证。18、重要的、高度较大的挡土墙，墙后回填土一般不选用粘性土，主要原因是（2）。(1)粘性土的粘聚强度需要很长的时间才能够生成；(2)粘性土性能不稳定，渗水后可在挡土墙土产生较大的侧压力；(3)采用粘性土分层填筑时，过干及过湿土的含水量难以调节；(4)采用粘性土分层填筑时，需修筑排水设施，施工效率较低。19、下列描述正确的是（1、2、3、4）。(1)墙后填土选用粘性土时，因粘性土的蠕变性质能使主动土压力向静止土压力状态发展，从而引起墙背侧压力随时间增加；(2)墙后填土选用砂性土时，墙后土体的主动土压力状态能够长时间保持；(3)对填土速度较快、高度较大的挡土墙，粘性填土的抗剪强度指标宜选用不排水剪指标；(4)在季节冻土地区，墙后填土应选用非冻胀性填料，如碎石、砾砂等。20、设计中选择挡土墙形式时，应遵循的原则包括（1、2、3）。(1)挡土墙的用途、高度和重要性；(2)当地的地形、地质条件；(3)就地取材、经济、安全；(4)优先选用重力式挡土墙。简答题1、简述朗肯土压力理论的优缺点?答：朗肯土压力理论应用半空间中的应力状态和极限平衡理论计算土压力，概念比较明确，公式简单，应用方便，对于粘性土和无粘性土都可以用该公式直接计算，故在工程中得到青睐。但为了使墙后填土中的应力状态符合半空间应力状态，必须假设墙背是直立光滑的，填土面是水平的，因而使其应用范围受到限制，并由于该理论忽略了墙背与填土之间摩擦的影响，使计算的主动土压力偏大，被动土压力偏小。2、简述库仑土压力理论的优缺点？答：库仑土压力理论根据墙后滑动土楔的静力平衡条件推导得出土压力计算公式，考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填土面倾斜的情况，但由于该理论假设填土是无粘性土，因此不能用库仑公式直接计算粘性填土的土压力。库仑土压力理论假设墙后填土破坏时，破裂面是一平面，而实际上是一曲面，因此，库仑土压力理论计算结果与按曲面的计算结果有出入，这种偏差在计算被动土压力时尤为严重。3、简述挡土墙的排水措施及施工注意事项。答：为了排除墙后积水，常在墙身内布置适当数量的泄水孔，孔眼尺寸一般为直径100mm以上的圆孔，或边长大于100mm的方孔，外斜5％，纵横交错排列，孔眼间距为2—3m，最下一排泄水孔应高出地面。如墙后渗水量较大，应增密泄水孔。为防止积水渗入基础，应在最低泄水孔下部铺设粘土层并加夯实，墙前的回填土也应分层夯实。在泄水孔周围应用粗颗粒材料覆盖，并做成反滤层，以免淤塞。在挡土墙的上下侧均应设置排水沟，以便及时排除地面水。在填土表面宜做防水层，通常用粘土夯实，并作成缓坡，以利排水。4、简述重力式挡土墙的设计步骤。答：重力式挡土墙的设计，通常是按试算法进行的。首先，根据工程性质、填土性质、墙体材料、地面荷载、工程地质报告及构造要求等，初步拟定墙体截面尺寸；然后计算墙身自重和土压力，进行挡土墙稳定性、地基承载力及墙身强度验算；如果不能满足要求，则要调整截面尺寸，重新验算，直到满足要求为止。5、简述挡土墙的主要结构形式及其特点。答：挡土墙的主要结构形式有重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙及轻型挡土结构。重力式挡土墙通常由砌石或素混凝土修筑而成，结构简单，施工方便，能够就地取材，墙身断面较大，作用于墙背的土压力所引起的倾覆力矩全靠墙身自重产生的抗倾覆力矩来平衡。悬臀式挡土墙一般用钢筋混凝土建造，它由立臂、墙趾悬臀和墙踵悬臂三个悬臀板组成，当墙高度较大时，为了增强立臂的抗弯性能，沿墙的纵向每隔一定距离设一道扶壁，则为扶壁式挡土墙。悬臀式挡土墙和扶壁式挡土墙的稳定主要依靠墙踵底板上的土重，而墙体内的拉应力则由钢筋承担，这类挡土墙能充分利用钢筋混凝土的受力特性，墙体截面较小。轻型挡土结构包括锚杆挡土墙、锚定板式挡土墙、加筋土挡土墙、土工织物挡土墙等，具有结构轻便且经济的特点，对地基的承载力要求相对较低。