挡土墙土压力计算的基本理论_第1页
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文档简介

1、挡土墙土压力计算的基本理论郭彦录在桥梁引道工程、城市桥梁工程中广泛应用挡土墙，山区公路为了防止边坡坍塌减少边坡填方量时也经常采用。挡土墙设计时必须计算土压力的大小，确定其分布规律。土压力的大小及其分布规律与挡土墙水平位稳方向、土的性质、挡土墙的刚度及其高度等因素有关。根据挡土墙水平位稳方向，土压力分为三种：1静止土压力；2、主动土压力；3、被动土压力。静止土压力（如图1）：如刚性挡土墙保持原位置不动，则作用在墙上的土压力称为静止土压力。主动土压力（如图2）：如果挡土墙在墙后土压力的作用下，背离填土方向移动，此时作用在墙土的土压力将由静止土压力逐渐变小，当墙后土体达到极限平衡，并且出现连续滑动面

2、使土体下滑，这时土压力减小到最小值，称之为主动土压力。被动土压力（如图3）：若挡土墙在外力作用下向填土方向移动，这时作用在墙土的土压力由静止土压力逐渐增大，一直达到极限平衡，并出现连续滑动面，墙后土体向上隆起，这时土压力增至最大值，称之为被动土压力。三种土压力中，主动土压力最小，静止土压力次之，被动土压力最大。1、静止土压力的计算，挡土墙受静止土压力时，回填土体处于弹性平衡状态，由于墙体静止不动，无侧向位移，此时，土压力即是土体的水平向自重应力，采用下述公式计算：P=krz00k-静止土压力系数0r-土的容重z-计算点距填土面的高度由上式可以看出，静止土压力P0是深度虽直线分布的，作用在每延米

3、挡土墙上的静止土压力合力为E=l/2krH2（kn/m）,（如图4）。00式中H为挡土墙高度，k可按经验公式计算，砂性土，0k=l-sin©,粘性土，k=095-sin©,式中©,为土的有效00摩擦角。2、主动土压力的计算,目前主动土压力的计算广泛采用库仑土压力理论,库仑的理论发表二百多年以来,许多学者进行了修改和补充已十分完善,由于篇幅有限,本文将直接引用库仑的公式：E=l/2rH2kAa式中：r-土的容重H-挡土墙高度K-主动土压力系数a由式中可以看出，主动土压力E是墙高H的二次函数，因此A主动土压力强度P是沿墙高按直线规律分布的，合力E的作用方aA向与墙背法

4、线成&角，与水平面成。角，其作用点在墙高的1/3处。作用在墙背上的主动土压力EA可以分解为水平分力Ex和坚A向分力Ey。（如图5）AEx=1/2rH2kcos0AaEx=1/2rH2ksin0Aa式中：0Ex和Ey都是线性分布的。AA被动压力土的计算：被动压力应采用朗金被动土压力计算理论，设定墙背顺直，填土面水平，当挡土墙在外力作用下推向填土，当墙的土体达到极限平衡状态时，墙背在深度z处取单元体，其竖向应力Sz=rz是最小应力5，而水平应力5x是最大主应力53j也就是被动土压力Pp,计算Pp时可采用下列公式。砂性土：Pp=rztg2(45+©/2)粘性土：Pp=rztg2(45°+©/2)+2c*tg(45°+©/2)从上式可知：被动土压力Pp沿深度z呈直线分布(如图6)所示，作用在

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