第五章土壓力和山坡穩定（7學時）內容提要1．擋土墻的土壓力2．朗肯土壓力理論3．庫侖土壓力理論4．擋土結構設計簡介5.山坡的穩定性剖析能力培養要求1．用朗肯理論估算均質土的主動土壓力與被動土壓力。2．用朗肯理論估算常見情況下的主動土壓力。3．用庫侖理論估算土的主動與被動土壓力。4．會剖析擋土墻的穩定性，簡單擋土結構設計。5．無黏性山坡的穩定剖析。6．用條分法對黏性土山坡進行的穩定剖析。7．會剖析山坡失穩的緣由，提出合理的舉措。教學方式班主任主講、課堂討論、學生講評、提問答疑、習題剖析等第一節擋土墻的土壓力教學目標1．把握三種土壓力的概念。2．把握靜止土壓力估算。教學內容設計及安排【基本內容】一、擋土墻的位移與泥巖的狀態土壓力的類型土壓力（kN/m）1．靜止土壓力——擋土墻在土壓力作用下不發生任何變型和位移（聯通或轉動）墻后回填處于彈性平衡狀態，作用在擋土墻背的土壓力。2．主動土壓力——擋土墻在土壓力作用下離開基巖往前位移時，土壓力急劇降低。當位移至一定數值時，墻后填土達到主動極限平衡狀態。此時，作用在墻背的土壓力稱為主動土壓力。3．被動土壓力——擋土墻在外力作用下推擠基巖向后位移時，作用在墻壁的土壓力急劇降低。
當位移至一定數值時，墻后填土達到被動極限平衡狀態。此時，作用在墻壁的土壓力稱為被動土壓力。【討論】△a0的黏性土山坡側面摩擦力計算方法，非常是土由多層土組成。條分法：將滑動巖體分為若干垂直土條，求各土條對滑弧圓心的抗滑扭矩和滑動轉矩，之后求該山坡的穩定安全系數。具體估算步驟如下：1．按比列繪出土坡剖面[圖(a)]；(a)山坡剖面(b)作用在i土條上的力2．任選一圓心O，以為直徑作弧形，AC為滑動面，將滑動面以上基巖分成幾個等寬（不等寬亦可）土條；3．估算每位土條的力（以第i土條為例進行剖析）；第i條上斥力有（橫向取1m）:自重Wi；法向反力Ni和剪切力TI；土條側面ac和bd上的法向力Pi、Pi+1和彎矩Xi、Xi+1。為簡化估算，設Pi、Xi的合力與Pi+1、Xi+1的合力相平衡。按照土條靜力平衡條件列舉滑動面上撓度分別為4．滑動面AB上的總滑動扭力（對滑動圓心）為5．滑動面AB上的總抗滑扭矩（對滑動圓心）為：6．確定安全系數K。總抗滑扭矩與總滑動扭矩的比值稱為穩定安全系數K注意：地下水位以下用有效輕度；土的粘聚力c和內磨擦角?應按滑弧所通過的地層采取不同的指標。【例題先自習后講解】【例2】某山坡如圖所示。
已知山坡高度H=6m，坡角?=55°，土的輕度?=18.6kN/m3，內磨擦角?=12°，粘聚力c=16.7kPa。試用條分法驗算山坡的穩定安全系數。【解題思路】①按比列繪出土坡，選擇滑弧圓心，做出相應的滑動弧形。②將滑動基巖分成若干土條（本例題將該滑弧分成7個土條）并對土條編號；③量出各土條中心高度hi、寬度bi，并列表估算sin?i、cos?i以及土條重Wi等值，估算該圓心和直徑下的安全系數④對圓心O選不同直徑，得到O對應的最小安全系數；⑤在可能滑動范圍內，選定其它圓心O1，O2，O3，…，重復上列估算，進而求出最小的安全系數，即為該山坡的穩定安全系數。（三）泰勒圖表法影響山坡的穩定性指標穩定數：將三個參數c、?和H合并為一個新的無量綱參數Ns側面摩擦力計算方法，稱為穩定數。式中：Hcr――土坡的臨界高度或極限高度。按不同的?繪出?與Ns的關系曲線。采用泰勒圖表法可以解決簡單山坡穩定剖析中的下列問題：1．已知坡角?及土的性質指標c、?、?，求穩定的坡高H；2．已知坡高H及土的性質指標c、?、?，求穩定的坡角?；3．已知坡角?、坡高H及土的性質指標c、?、?，求穩定安全系數K。
山坡穩定安全系數K的抒發方式如下：泰勒圖表法應用范圍：均質的、坡高在10m以內的山坡，也可用于較復雜情況的初步計算。【例題先自習后講解】三、土坡穩定性剖析中的一些問題＊（一）填筑壩體與天然壩體（二）關于弧形滑動條分法的討論（三）土的抗剪硬度指標值的選用（四）安全系數的選用（五）查表法確定土質壩體的斜度教學輔助資料多媒體教案等【本次課小結】1．無黏性土山坡的穩定性與坡高無關，僅取決于坡角β；2．當坡面有順坡紊流作用時，無黏性土山坡的穩定安全系數將近乎增加一半。3．日本弧形法和泰勒圖表法估算相對簡單，用于剖析均質黏性土山坡，亦可用于較復雜情況的初步計算；4．條分法用于剖析外觀比較復雜的黏性土山坡，非常是多層土山坡，估算工作量大，通常由計算機完成。【復習思索】1．對無黏性土，有紊流作用的山坡穩定與無紊流作用的山坡穩定相比有何變化？2．砂性土山坡的穩定性只要坡角不超過其內磨擦角，坡高H可不受限制，而黏性土山坡的穩定性還同坡高有關，試剖析其緣由；3．黏性土山坡穩定剖析有什么方式？各類剖析方式的適用條件是哪些？4．山坡穩定剖析弧形法的最危險滑弧怎樣確定？
