挡土结构上的土压力
6－2 静止土压力计算
可按土体处于侧限条件下的弹性平衡 状态进行计算。
6－2 静止土压力计算
一、一般情况（填土均质且无地下水）
s v s cz z s h s cx K0 z
sv
z
H
sh
sh
sv
e0 s h K0 z
E0
1 2
K0
H
2
E0
H/3
K0H
6－2 静止土压力计算
ea
A
0
ea
B
H1Ka
ea
C
H1 'H2
Ka
Ea
1
2
H12 Ka
H1
H2 Ka
1
2
'
H
2 2
K
a
pw
B
0
pw C wH2
A
H1Ka
B
C H1 'H2 Ka
H1 H2 wH2
P
Ea
Pw
1
2
H 2Ka
qHKa
qKa HKa
6-3 朗肯(Rankine)土压力理论
二、朗肯主动土压力计算
(三) 粘性土的主动土压力计算公式
sz z
z
c0 ea zKa 2c Ka
0
主 动 2c Ka 区
2c
z0 Ka
HKa
Ea
1 2
H
z0
2
Ka
z H
Ea
H z0 3
A
1 c1 1
H1
B
2 c2 2
H2
C
6-3 朗肯(Rankine)土压力理论
五、填土中为成层土时的土压力计算
以无粘性土的主动土压力计算为例
ea
A
0
ea B上 1H1Ka1
ea B下 1H1Ka2
基本假定： 土体是具有水平表面的半无限体，墙背竖直光滑。
6-3 朗肯(Rankine)土压力理论
一、基本原理和基本假定
主动被动
sz
z
sx
sx
sz
ea
K0sz
sz s
K0sz
sz
s sz ep
6-3 朗肯(Rankine)土压力理论
一、基本原理和基本假定
主动极限平衡应力状态
ea
K0sz
填土 D D 墙体内移，
E
E
堤岸挡土墙
土压力逐渐增大，
Ep
当土体破坏，
H 达到极限平衡状态
D
D
时所对应的土压力
(最大)
E0
H
填土
_D H
填土 Ea
E
地下室
d
+
D H
拱桥桥台
E
1~5%
1~5地%下0室侧墙
6－1 概 述
本章要讨论的中心问题
刚性挡土墙上的土压力性质及土压力计 算，包括土压力的大小、方向、分布及 合力作用点。
c.被动土压力
（Passive earth pressure)
6－1 概 述
二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力
墙体位移对土压力的影响 １．挡土墙所受土压力的类型，首先取决于墙体是否发生位
移以及位移的方向。其中有三种特定情况下的土压力， 即静止土压力、主动土压力和被动土压力。
２．挡土墙所受土压力的大小并不是一个常数，而是随位移 量的变化而变化。
D D H
D D
2. 主动土压力
墙体外移， 土压力逐渐减小， 当土体破坏，达到极 限平衡状态时所对应
的土压力 (最小)
支撑土坡的 挡土墙
E0
H
填土
E
_D H
Ea
d
+
D H
1~5% 1~5%0
6－1 概 述
二、位移对土支压撑土力坡的的 影响及三种典型的土压力
挡土墙
3. 被动土压力 填土
土压力 E
6－1 概 述
二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力
1支. 挡撑静土土墙坡止的土压力
土压力 E
D D
填土
当d =D/H=E0 时
Ep
H E=E0
D D
E0
H 填土
E
地下室
_D H
Ea
d
+
D H
地下室侧墙
1~5% 1~5%0
6－1 概 述
二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力
土压力 E Ep
s3f
s1f
tan 2
450
2
2c
tan
450
2
ea
sz
tan 2
450
2
2c
tan
450
2
Ka
tan 2
450
2
主动土压 力系数
sz s
6-3 朗肯(Rankine)土压力理论
二、朗肯主动土压力计算
EE EE
6－1 概 述
一、挡土结构物（挡土墙）
用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定， 或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。
6－1 概 述
一、挡土结构物（挡土墙）
挡土结构物上的土压力：由于土体自重、土上荷载或结 构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙后填 土的侧向压力。
为什么要计算土压力？ 土压力是进行挡土结构物断面设计和稳定验算的重
要荷载。
6－1 概 述
一、挡土结构物（挡土墙）
挡土墙类型（按刚度及位移方式）: 1.刚性挡土墙 2.柔性挡土墙
6－1 概 述
一、挡土结构物（挡土墙） 刚性挡土墙
扶壁
L型
T型 刚性加筋 预应力
圬 工 式
6－1 概 述
一、挡土结构物（挡土墙） 刚性挡土墙
6－1 概 述
一、挡土结构物（挡土墙） 刚性挡土墙 完工
(二)无粘性土的主动土压力计算公式
sz z
c0
H
z
ea zKa
H/3
45＋/2
Ea
1
2
H 2Ka
HKa
6-3 朗肯(Rankine)土压力理论
二、朗肯主动土压力计算
(二)无粘性土的主动土压力计算公式
sz zq
c0
ea z q Ka
q
z H
Ea
Ea
1
6－1 概 述
二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力
土
压 力
B
Ep
E
E0
Ea
A
离填土位移
向填土位移
6－1 概 述
二、位移对土压力的影响及三种典型的土压力
静止土压力：挡土墙完全没有侧向移动（不产生位移和变 形）时墙后填土作用于挡土墙上的土压力。以E0表示。
主动土压力：挡土墙背离填土方向转动或位移，墙后填土 达到极限平衡状态时作用于挡土墙上的土压力。它是土压 力中的最小值。以Ea表示。
EE EE
堤 堤岸 岸堤 堤挡 挡岸 岸土 土挡 挡墙 墙土 土墙 墙
结
构
Rigid wall
物
填 填土 土填 填土 土
EE EE
地地地地下下下下室室室室
地 地下 下地 地室 室下 下侧 侧室 室墙 墙侧 侧墙 墙
拱 拱桥 桥拱 拱桥 桥桥 桥台 台桥 桥台 台
填 填土 土填 填EE土 土EE
填 填土 土填 填土 土
完工
混凝土挡土墙及复合排水管
6－1 概 述
一、挡土结构物（挡土墙） 柔性支护结构
锚杆 板桩
板桩变形
板桩上土压力 实测 计算
变形
基坑支撑上的土压力
土压力分布
6－1 概 述
一、挡土结构物（挡土墙） 柔性支护结构
上海市外 环过江隧 道暗埋段 基坑支撑
6－1 概 述
一、挡土结构物（挡土墙） 柔性支护结构
2
H12 K a
H1
H2 Ka
1
2
'H
2 2
Ka
1 2
w
H
2 2
6-3 朗肯(Rankine)土压力理论
五、填土中为成层土时的土压力计算
注意两点：
1、由于各层填土的重度不同， 使得填土的竖向应力分布在交界 面上出现转折；
2、由于各层填土的粘聚力和内 摩擦角不同，所以在计算土压力 系数时，需采用计算点所在土层 的粘聚力和内摩擦角。
6－2 静止土压力计算
四、K0的确定
K0可通过现场或室内试验确定。
砂土或正常固结粘土： K0 1 sin '
由泊松比计算：
K0 1
K0通常小于1，但对于超固结粘土和压实土也 可能会大于1。
6-3 朗肯(Rankine)土压力理论
一、基本原理和基本假定
朗肯理论认为当墙后填土达到极限平衡状态时，与 墙背接触的任一土单元体都处于极限平衡状态，然后根 据土单元体处于极限平衡状态时应力所满足的条件来建 立土压力的计算公式。
6-3 朗肯(Rankine)土压力理论
二、朗肯主动土压力计算
(三) 粘性土的主动土压力计算公式
