八 土压力和支挡结构一、选择题。
1如果土推墙而使挡土墙发生一定的位移，使土体达到极限平衡状态，这时作用在墙背上的土压力是何种土压力？（A ）静止土压力 （B ）主动土压力 （C ）被动土压力2按郎金土压力理论计算挡土墙背面的主动土压力时，墙背时何种应力平面？（A ）大主应力平面 （B ）小主应力平面 （C ）滑动面3挡土墙背面的粗糙程度，对郎金土压力计算结果有何直接影响？（A ）使土压力变大 （B ）使土压力变小 （C ）对土压力无影响 4在粘性土中挖土，最大直立高度为多少？（A ）2tan(45)/2z c φγ=⋅︒- （B ）2cot(45)/2z c φγ=⋅︒- （C ）2tan(45)/2z c φγ=⋅︒+ 5在挡土墙的墙背竖直且光滑，墙后填土水平，粘聚力c=0，采用郎金解和库伦解，得到的主动土压力有何差异？（A ）郎金解大 （B ）库伦解大 （C ）相同6挡土墙后的填土应该密实些好，还是疏松些好？为什么？（A ）填土应该疏松些好，因为松土的重度小，土压力就小（B ）填土应该密实些好，因为土的ϕ大，土压力就小（C ）填土的密实度与土压力大小无关。
7库伦土压力理论通常适用于哪种土类？（A ）粘性土 （B ）砂性土 （C ）各类土8挡土墙的墙背与填土的摩擦角δ对按库伦主动土压力计算的结果有何影响？（A ）δ越大，土压力越小 （B ）δ越大，土压力越大（C ）与土压力大小无关，仅影响土压力作用方向9 作用在挡土墙上的主动土压力a E ，静止土压力0E ，被动土压力p E 的大小依次为（ ）（A ）0a p E E E <<（B ）0p a E E E <<（C ）0p a E E E <<（D ）0p a E E E <<10 地下室外墙所受的土压力可视为（ ）（A ）主动土压力（B ）被动土压力（C ）静止土压力（D ）静止水压力11 用郎肯土压力理论计算挡土墙压力时，使用条件之一为（ ）（A ）墙后填土干燥（B ）墙背粗糙（C ）墙背光滑（D ）墙背倾斜12 用库伦土压力理论计算挡土墙压力时，下述哪种情况的主动土压力最小？（ ）（A ）土的内摩擦角ϕ较小，墙背倾斜角α较大（B ）土的内摩擦角ϕ较小，墙背倾斜角α较小（C ）土的内摩擦角ϕ较大，墙背倾斜角α较小（D ）土的内摩擦角ϕ较大，墙背倾斜角α较大13 郎肯土压力理论中，当墙后填土达到主动郎肯状态时，填土破裂面与水平面夹角为（ ）（A ）452ϕ︒+ （B ）452ϕ︒- （C ）45︒ （D ）2ϕ 14 下列土料准备作为挡土墙后填土：（a ）黏性土，（b ）掺入适量块石的黏性土，（c ）淤泥质土，（d ）碎石、砾石、粗砂，指出下列选项正确的是（ ）（A ）a 和c （B ）b 和c （C ）b 和d （D ）a 和c 和d 15 若产生主动土压力a E ，被动土压力p E ，所需挡土墙的位移分别为a ∆，p ∆，则下列正确的为（ ）（A ）,a p a p E E <∆<∆（B ）,a p a p E E >∆>∆（C ）,a p a p E E <∆>∆（D ）,a p a p E E >∆<∆16 挡土墙后填土应选用（ ）（A ）砂土 （B ）耕植土 （C ）膨胀土 （D ）淤泥 17 挡土墙验算应满足（ ）（A ） 1.3, 1.3s t K K ≥≥ （B ） 1.6, 1.6s t K K ≥≥（C ） 1.6, 1.3s t K K ≥≥ （D ） 1.3, 1.6s t K K ≥≥ 18 重力式挡土墙稳定靠（ ）（A ）墙后底板上的土重（B）墙背与土的摩擦力（C）墙后底板的自重（D）强的自重答案：1B 2A 3C 4B 5C 6B 7B 8A 9（A）10（C）11（C）12（C）13（A）14（C）15（A）16（A）17（D）18（D）二、问答题1.用土的极限平衡理论说明主动土压力和被动土压力的概念。
答：主动土压力：挡土墙背离墙背方向移动或转动墙后土体向墙一侧发展，使土对墙的压力减小，当位移量达某一定值时，土体处于极限平衡状态，墙背填土开始出现连续的滑动面，墙背与滑动面之间的土楔有跟随挡土墙一起向下滑动的趋势。
此时，墙后土体达主动极限平衡状态，作用在墙背上的土压力达最小值，该土压力即为主动土压力。
被动土压力：当挡土墙在外力的作用下向着墙背方向移动或转动时，墙背挤压土体，使土压力逐渐增大，当位移量达一定值时，土体也开始出现连续的滑动面形成的土楔随挡土墙一起向上滑动。
此时，墙后土体处于被动极限平衡状态，作用在挡土墙上的土压力增至最大，这就是被动土压力。
2 土压力有哪几种？其定义分别是什么？试比较大小。
3 影响土压力大小的因素是什么？其中最主要的因素是什么？4 试比较郎肯土压力理论和库伦土压力理论的优缺点和各自的适用范围？5 采用哪些措施可提高挡土墙的稳定性？答案：1答：主动土压力：挡土墙背离墙背方向移动或转动墙后土体向墙一侧发展，使土对墙的压力减小，当位移量达某一定值时，土体处于极限平衡状态，墙背填土开始出现连续的滑动面，墙背与滑动面之间的土楔有跟随挡土墙一起向下滑动的趋势。
此时，墙后土体达主动极限平衡状态，作用在墙背上的土压力达最小值，该土压力即为主动土压力。
被动土压力：当挡土墙在外力的作用下向着墙背方向移动或转动时，墙背挤压土体，使土压力逐渐增大，当位移量达一定值时，土体也开始出现连续的滑动面形成的土楔随挡土墙一起向上滑动。
此时，墙后土体处于被动极限平衡状态，作用在挡土墙上的土压力增至最大，这就是被动土压力。
2答：（1）土压力分主动土压力、被动土压力、静止土压力，（2）当挡土墙向离开土体方向移动至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为主动土压力；当挡土墙向土体方向移动至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为被动土压力；当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力称为静止土压力。
（3）三者大小：0a p E E E <<3答：影响土压力大小的因素：墙体移动方向和位移量、墙后填土种类、填土面形式、墙的截面刚度、地基变形、挡土墙性状等等。
其中最主要的因素是挡土墙的移动方向和位移量。
4答：（1）郎肯土压力理论建立在半空间中的应力状态和极限平衡理论上，概念比较明确，公式简单，便于记忆，对于黏性土和无黏性土都可以用该公式计算，在工程中应用广泛。
但必须假设墙背直立光滑，墙后填土水平，使应用受到限制，并由于忽略了墙背和土之间的摩擦影响，使计算的主动土压力偏大，被动土压力偏小。
（2）库伦土压力理论根据墙后滑动土楔的静力平衡条件推导出土压力计算公式，考虑了墙背和土之间的摩擦影响，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黏性土，因此不能用该理论直接计算黏性土的土压力。
库伦理论假设墙后填土破坏时，破裂面是一平面，实际是曲面。
故在计算主动土压力时可满足工程所要求的精度，但在计算被动土压力是偏差较大。
5答：（1）提高抗滑稳定性措施：修改挡土墙的断面尺寸，通常加大底宽，增加自重以增大抗滑力；在挡土墙基底铺设砂、碎石垫层，提高摩擦系数，增大抗滑力；将挡土墙基底做成逆坡，利用滑动面上部分反力抗滑；在软土地基上，抗滑稳定安全系数相差很小，采用其他方法无效或不经济时可在挡土墙踵后面加钢筋混凝土拖板，利用拖板上的填土重增大抗滑力。
（2）提高抗倾覆个措施：修改挡土墙的尺寸，加大底宽，增加自重；伸长墙前趾；将墙背做成仰斜；做卸荷台。
三、计算题1已知一挡土墙4m 高，墙背竖直光滑，墙后填土面水平，填土重度3/KN 17m =γ，对填土进行了两次三轴试验，土样破坏时的大小主应力分别为：kpa 1501=σ，kpa 603=σ和kpa 601=σ，kpa 823=σ，试求：（1）作用在墙底标高上的主动土压力和墙上的主动土压力的合力（2）作用在墙底标高上的被动土压力和墙上的被动土压力的合力2已知挡土墙4m 高，墙背竖直光滑，墙后填土面水平，填土重度3/17m kn =γ，对填土采样进行了两次直接剪切试样，试验结果：（1）1p =100kpa ，kpa 521=τ（2）kpa p 1502=，kpa 732=τ。
试求：（1） 主动破坏时，作用在墙顶下3m 处的土压力和墙背上土压力的合力（2） 被动破坏时，作用在墙顶下3m 处的土压力和墙背上土压力的合力3已知一挡土墙4m 高，墙背竖直光滑，墙后填土面水平，填土的基本性质如下：含水率%35=w ，孔隙比10.1=e ，土粒比重68.2=s G ，kpa c 8=，︒=22ϕ，试求：（1）墙顶以下3.5m 处的主动土压力和墙背所受主动土压力的合力；（2）墙顶以下3.5m 处的被动土压力和墙背所受被动土压力的合力。
4一挡土墙4m 高，墙背竖直光滑，墙后填土面水平，墙后填土为中砂，含水率%25=w ，孔隙比0.1=e ，土粒比重60.2=s G ，0=c ，︒=30ϕ，若地下水位自墙底处上升到地面，求作用在墙背上的总压力合力和总压力合力的变化。
（砂的强度指标c ，ϕ不变，3/10m KN w =γ）5一挡土墙4m 高，墙背竖直光滑，墙后填土面水平，墙后填土为中砂，含水率%25=w ，孔隙比0.1=e ，土粒比重60.2=s G ，0=c ，︒=30ϕ，若地下水位自墙底处上升2m ，求：（1）作用在墙底处主动土压力和主动土压力的变化；（2）作用在墙底处的总压力和总压力的变化。
（砂的强度指标c ，ϕ不变，3/10m KN w =γ）6一挡土墙4m 高，墙背竖直光滑，墙后填土面水平，填土为饱和粘性土，3/18m KN sat =γ ，0=c ，︒=22ϕ，静止侧压力系数60.00=K ，空隙水压力参数B=1，A=0.35，墙由静止状态突然发生一位移，是墙后填土达到主动破坏，试分析墙顶下3m 处瞬时发生多大的孔隙水压力和有效大主应力。
7一挡土墙6m 高，墙背竖直光滑，墙后填土面水平，填土为粘性土，3/18m KN =γ，kpa c 15=，︒=20ϕ，为测量作用在墙背上的主动土压力，试求土压力盒的最小埋置深度，若墙后土面上有一均布荷载kpa q 10=，此时压力盒的埋置深度又为多少？8挡土墙6m 高，墙背竖直光滑，墙后填土面水平，并有15kpa 的均布荷载，地下水位在地表处，取土样进行固结快剪试验，土样在kpa p 100=作用下，破坏时剪应力kpa 5.44=τ，孔隙水压力kpa u 3.16=，若粘聚力c=0，水上土的重度3KN/17m =γ，水下3/18m KN sat =γ，试求：（1）墙底处的主动土压力（2）墙背上主动土压力合力及其作用点位置（3）墙背上总压力合力及其作用点位置9挡土墙6m 高，墙背竖直光滑，墙后填土面水平，当发生主动破坏时墙后，一组滑动面为墙背平面和一条与墙角水平夹角︒60的斜面，土的重度3/17m KN =γ，按库伦理论计算作用在墙上的主动土压力10一挡土墙5m 高，墙背竖直光滑，墙后填土面水平，墙后填土分两层，地表下2m 范围内土层31/KN 16m =γ，kpa c 121=，︒=301ϕ；2~5m 内土层3/20m KN sat =γ，kpa c 102=，︒=252ϕ；地下水位在土层分界面处，试求：（1）第一层土地面的主动土压力；（2）第二层土顶面的主动土压力；（3）主动状态时作用在墙背上总压力及作用点位置。