擋土墻壓力匯總課件

項(xiàng)目5擋土墻土壓力

項(xiàng)目5擋土墻土壓力1第一節(jié)概述在港口、水利、路橋及房屋建筑等工程中，擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）是一種常見(jiàn)的建筑物。擋土結(jié)構(gòu)物的作用是用來(lái)?yè)踝蟮奶钔敛⒊惺軄?lái)自填土的壓力。土壓力：指墻后填土由于它的自重或作用在填土表面上的荷載對(duì)墻背所產(chǎn)生的側(cè)向壓力。擋土墻按結(jié)構(gòu)型式可分為重力式、懸壁式、扶壁式等?？捎脡K石、條石、磚、混凝土與鋼筋混凝土等材料建筑。計(jì)算方法大多采用朗金和庫(kù)侖土壓力理論。大型及特殊構(gòu)筑物土壓力的計(jì)算常采用有限元數(shù)值分析計(jì)算。第一節(jié)概述在港口、水利、路橋及房屋建筑等工程中，擋土結(jié)構(gòu)2墻面墻前墻頂墻背墻后墻趾墻跟(踵)墻底(基底)土壓力自重墻面墻前墻頂墻背墻后墻趾墻跟(踵)3擋土墻壓力匯總課件4擋土墻壓力匯總課件5擋土墻壓力匯總課件6擋土墻壓力匯總課件7擋土墻壓力匯總課件8擋土墻壓力匯總課件9擋土墻壓力匯總課件10擋土墻壓力匯總課件11擋土墻壓力匯總課件12第二節(jié)作用在擋土墻上的土壓力一.土壓力的類型根據(jù)墻身位移的情況，作用在墻背上的土壓力可分為靜止土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力。1.主動(dòng)土壓力(activeearthpressure)

擋土墻向前移離填土，隨著墻的位移量的逐漸增大，土體作用于墻上的土壓力逐漸減小，當(dāng)墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)并出現(xiàn)滑動(dòng)面時(shí)，這時(shí)作用于墻上的土壓力減至最小，稱為主動(dòng)土壓力Ea。第二節(jié)作用在擋土墻上的土壓力一.土壓力的類型根據(jù)132.被動(dòng)土壓力(passiveearthpressure)

擋土墻在外力作用下移向填土，隨著墻位移量的逐漸增大，土體作用于墻上的土壓力逐漸增大，當(dāng)墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)并出現(xiàn)滑動(dòng)面時(shí)，這時(shí)作用于墻上的土壓力增至最大，稱為被動(dòng)土壓力Ep。3.靜止土壓力(earthpressureatrest)

當(dāng)擋土墻靜止不動(dòng)時(shí)，即不能移動(dòng)也不轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)土體作用在擋土墻的壓力稱為靜止土壓力E0。2.被動(dòng)土壓力(passiveearthpressu14主動(dòng)被動(dòng)主動(dòng)被動(dòng)151~5%0.1~0.5%試驗(yàn)研究表明：在相同條件下，靜止土壓力大于主動(dòng)土壓力而小于被動(dòng)土壓力，即有Ea<E0<Ep

在相同條件下，產(chǎn)生被動(dòng)土壓力時(shí)所需的位移量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于產(chǎn)生主動(dòng)土壓力時(shí)所需的位移量。1~5%0.1~0.5%試驗(yàn)研究表明：在相同條件下，16二.靜止土壓力計(jì)算在填土表面下任意深度z處的靜止土壓力強(qiáng)度可按下式計(jì)算：

由上式可知，靜止土壓力沿墻高呈三角形分布。作用在單位墻長(zhǎng)上的靜止土壓力為：二.靜止土壓力計(jì)算由上式可知，靜止土壓力沿墻高呈三角17E0H靜止土壓力的分布方向垂直指向墻背,合力Eo的作用點(diǎn)在距離墻底1/3處。

E0H靜止土壓力的分布方向垂直指向墻背,合力Eo的作用點(diǎn)在距18ko——靜止土壓力系數(shù)，一般應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可按參考值選??；砂土的ko值為0.35～0.45；粘性土的ko值為0.5～0.7，也可利用半經(jīng)驗(yàn)公式ko=1-sin計(jì)算。

′—土的有效內(nèi)摩擦角(o)；γ——填土的重度，kN/m3；Z—計(jì)算點(diǎn)距離填土表面的深度，m。ko——靜止土壓力系數(shù)，一般應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可19第三節(jié)郎金土壓力理論基本原理認(rèn)為墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，與墻背接觸的任一土單元體都處于極限平衡狀態(tài)，然后根據(jù)土單元體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)應(yīng)力所滿足的條件來(lái)建立土壓力的計(jì)算公式.基本假定擋土墻的墻背垂直；擋土墻的墻后填土表面水平；擋土墻的強(qiáng)背光滑;

第三節(jié)郎金土壓力理論基本原理20擋土墻壓力匯總課件21AOτσ主動(dòng)狀態(tài)被動(dòng)狀態(tài)AOτσ主動(dòng)狀態(tài)被動(dòng)狀態(tài)22擋土墻壓力匯總課件23粘性土：無(wú)粘性土：粘性土：無(wú)粘性土：24粘性土：無(wú)粘性土：主動(dòng)土壓力粘性土：無(wú)粘性土：主動(dòng)土壓力25由以上公式可知：無(wú)粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度與z成正比，沿墻高的壓力呈三角形分布。如取單位墻長(zhǎng)，則主動(dòng)土壓力為：Ea的作用方向應(yīng)垂直墻背，作用點(diǎn)在距墻底1/3處。

由以上公式可知：Ea的作用方向應(yīng)垂直墻背，作用點(diǎn)在距墻底1/26Eah無(wú)粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖Eah無(wú)粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖27粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分：一部分是由自重引起的土壓力強(qiáng)度，另一部分是由粘聚力引起的負(fù)側(cè)壓力強(qiáng)度，這兩部分土壓力疊加的結(jié)果如下圖所示。其中ade部分是負(fù)側(cè)壓力，對(duì)墻背而言是拉力，但實(shí)際上墻與土在很小的拉力作用下就會(huì)分離，從而造成土壓力為零。所以粘性土的土壓力分布僅是abc部分。粘性土的主動(dòng)土壓力28Eahadebc粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖Eahadebc粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖29a點(diǎn)離填土面的的深度z0稱為臨界深度，在填土面無(wú)荷載的條件下，可令a=0求得z0的值，可得如取單位墻長(zhǎng)計(jì)算，主動(dòng)土壓力Ea為：Ea的作用方向應(yīng)垂直墻背，作用點(diǎn)在距墻底(h-Z0)/3處。

a點(diǎn)離填土面的的深度z0稱為臨界深度，在填土面無(wú)荷載的條件下30被動(dòng)土壓力無(wú)粘性土粘性土被動(dòng)土壓力無(wú)粘性土粘性土31從以上公式可知：無(wú)粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度呈三角形分布；如取單位墻長(zhǎng)計(jì)算，則被動(dòng)土壓力可由下式計(jì)算：Ep的作用方向應(yīng)垂直墻背，作用點(diǎn)在距墻底1/3處。

從以上公式可知：Ep的作用方向應(yīng)垂直墻背，作用點(diǎn)在距32EpH無(wú)粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖EpH無(wú)粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖33粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度呈梯形分布。如取單位墻長(zhǎng)計(jì)算，則被動(dòng)土壓力可由下式計(jì)算：Ep的作用方向應(yīng)垂直墻背，作用點(diǎn)通過(guò)一次求矩得到。

粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度呈梯形分布。如取單位墻長(zhǎng)計(jì)算，則被動(dòng)土34Ep粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖Ep粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖35各種具體情況的主動(dòng)土壓力計(jì)算當(dāng)填土面有均布荷載時(shí)的土壓力計(jì)算：

當(dāng)擋土墻后填土面有連續(xù)均布荷載作用時(shí)，土壓力的計(jì)算方法是將均布荷載換算成當(dāng)量的土重。當(dāng)填土面水平時(shí)，當(dāng)量的土層厚度為:各種具體情況的主動(dòng)土壓力計(jì)算當(dāng)填土面有均布荷載時(shí)的土壓力計(jì)算36Ea填土面有均布荷載的土壓力計(jì)算Ea填土面有均布荷載的土壓力計(jì)算37如填土為無(wú)粘性土?xí)r墻頂?shù)耐翂毫?qiáng)度為:墻底的土壓力強(qiáng)度為:實(shí)際的土壓力分布為梯形部分,土壓力的大小為強(qiáng)度分布圖的面積,土壓力作用點(diǎn)在梯形的重心,采用一次求矩的方法求得.填土為粘性土呢?如填土為無(wú)粘性土?xí)r墻頂?shù)耐翂毫?qiáng)度為:墻底的土壓力強(qiáng)度為:實(shí)38當(dāng)填土面受局部均布荷載時(shí)的土壓力計(jì)算：當(dāng)填土面受局部均布荷載時(shí)的土壓力計(jì)算：39當(dāng)填土為成層填土?xí)r的土壓力計(jì)算：由于各層填土重度不同，使得填土豎向應(yīng)力分布在土層交界面上出現(xiàn)轉(zhuǎn)折.由于各層填土粘聚力和內(nèi)摩擦角不同，所以在計(jì)算主動(dòng)或被動(dòng)土壓力系數(shù)時(shí)，需采用計(jì)算點(diǎn)所在土層的粘聚力和內(nèi)摩擦角.第一層土壓力按均質(zhì)土計(jì)算,計(jì)算第二層土壓力時(shí),將上層土按重度換算成與第二層重度相同的當(dāng)量土層計(jì)算,當(dāng)量土層厚度為:當(dāng)填土為成層填土?xí)r的土壓力計(jì)算：由于各層填土重度不同，使得填40當(dāng)填土為有限填土?xí)r的土壓力計(jì)算：當(dāng)墻后填土有地下水時(shí)的土壓力計(jì)算：當(dāng)填土為有限填土?xí)r的土壓力計(jì)算：當(dāng)墻后填土有地下水時(shí)的土壓力41第四節(jié)庫(kù)侖土壓力理論庫(kù)侖土壓力理論是根據(jù)墻后土體處于極限平衡狀態(tài)并形成一滑動(dòng)楔體時(shí)，從楔體的靜力平衡條件得出的土壓力計(jì)算理論?；炯俣ǎ簤筇钔翞槔硐氲纳⒘ｓw(粘聚力為0)，因此庫(kù)侖土壓力理論只適用于無(wú)粘性土.滑動(dòng)破裂面為通過(guò)墻踵的平面.第四節(jié)庫(kù)侖土壓力理論庫(kù)侖土壓力理論是根據(jù)墻后土體處于極42主動(dòng)土壓力一般擋土墻的計(jì)算屬于平面問(wèn)題，故可沿墻的長(zhǎng)度方向取1m進(jìn)行分析。當(dāng)墻向前移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)而使墻后土體沿某一破壞面破壞時(shí)，土楔向下滑動(dòng)而處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)。主動(dòng)土壓力43滑面滑面44庫(kù)倫主動(dòng)土壓力的一般表達(dá)式或庫(kù)倫主動(dòng)土壓力的一般表達(dá)式或45庫(kù)侖主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分布，主動(dòng)土壓力的作用點(diǎn)在距墻底H/3處。方向與墻面法線成角。當(dāng)墻背垂直、光滑，填土面水平時(shí)，庫(kù)倫主動(dòng)土壓力的一般表達(dá)式成為

可見(jiàn)，在上述條件下，庫(kù)倫主動(dòng)土壓力公式和朗肯公式相同。

庫(kù)侖主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分布，主動(dòng)土壓力的作46被動(dòng)土壓力

當(dāng)擋土墻受外力作用推向填土，直至土體沿某一破裂面BC破壞時(shí)，土楔ABC向上滑動(dòng)，并處于被動(dòng)極限平衡狀態(tài)。被動(dòng)土壓力47滑面滑面48

按求主動(dòng)土壓力同樣的原理可求得被動(dòng)土壓力的庫(kù)倫公式為：或按求主動(dòng)土壓力同樣的原理可求得被動(dòng)土壓力的庫(kù)倫公式為49庫(kù)倫被動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分布，被動(dòng)土壓力的作用點(diǎn)在距墻底H/3處。被動(dòng)土壓力強(qiáng)度可按下式計(jì)算：

當(dāng)墻背垂直、光滑，填土面水平時(shí)，庫(kù)侖被動(dòng)土壓力的一般表達(dá)式成為庫(kù)倫被動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分布，被動(dòng)土壓力的作50朗金和庫(kù)倫土壓力理論的簡(jiǎn)單說(shuō)明朗金和庫(kù)倫土壓力理論都是由墻后填土處于極限平衡狀態(tài)的條件得到的。但朗金理論求得是墻背各點(diǎn)土壓力強(qiáng)度分布，而庫(kù)倫理論求得是墻背上的總土壓力。朗金理論在其推導(dǎo)過(guò)程中忽視了墻背與填土之間的摩擦力，認(rèn)為墻背是光滑的，計(jì)算的主動(dòng)土壓力誤差偏大，被動(dòng)土壓力誤差偏小，而庫(kù)倫理論考慮了這一點(diǎn)，所以，主動(dòng)土壓力接近于實(shí)際值，但被動(dòng)土壓力因?yàn)榧俣ɑ瑒?dòng)面是平面誤差較大，因此，一般不用庫(kù)倫理論計(jì)算被動(dòng)土壓力。朗金和庫(kù)倫土壓力理論的簡(jiǎn)單說(shuō)明51朗金理論適用于填土表面為水平的無(wú)粘性土或粘性土的土壓力計(jì)算，而庫(kù)倫理論只適用于填土表面為水平或傾斜的無(wú)粘性土，對(duì)粘性土只能用圖解法計(jì)算。朗金理論適用于填土表面為水平的無(wú)粘性土或粘性土的土壓力計(jì)算，52第五節(jié)擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻的類型擋土墻按結(jié)構(gòu)型式可分為三種主要類型：

1.重力式擋土墻重力式擋土墻是以擋土墻自身重力來(lái)維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定。通常由塊石或素混凝土砌筑而成，因而墻體抗拉強(qiáng)度較小，作用于墻背的土壓力所引起的傾覆力矩全靠墻身自重產(chǎn)生的抗傾覆力矩來(lái)平衡，因此，墻身必須做成厚而重的實(shí)體才能保證其穩(wěn)定，這樣，墻身的體積和重量都比較大。由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，能夠就地取材等優(yōu)點(diǎn)，是工程中應(yīng)用較廣的一種型式。第五節(jié)擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻的類型532.懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻一般用鋼筋混凝土建造，由三個(gè)懸臂板組成：立壁、墻趾懸臂和墻踵懸臂。墻的穩(wěn)定性主要靠墻踵底板上的土重，而墻體內(nèi)的拉應(yīng)力則由鋼筋承擔(dān)。這類擋土墻的優(yōu)點(diǎn)是能充分利用鋼筋混凝土的受力特性，墻體截面較小。3.扶壁式擋土墻當(dāng)擋土墻后的填土比較高時(shí)，為了增強(qiáng)懸臂式擋土墻中立壁的抗彎性能，常沿墻的縱向每隔一定距離設(shè)一道扶壁，故稱為扶壁式擋土墻。

2.懸臂式擋土墻54二、擋土墻的計(jì)算

擋土墻的截面一般按試算法確定，即先根據(jù)擋土墻所處的條件憑經(jīng)驗(yàn)初步擬定截面尺寸，然后進(jìn)行擋土墻的驗(yàn)算，如不滿足要求，則應(yīng)改變截面尺寸或采取其他措施。

擋土墻的計(jì)算通常包括下列內(nèi)容：穩(wěn)定性驗(yàn)算：包括抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算；地基的承載力驗(yàn)算；墻身強(qiáng)度驗(yàn)算。

二、擋土墻的計(jì)算551.穩(wěn)定性驗(yàn)算擋土墻的穩(wěn)定性破壞通常有兩種形式，一種是在主動(dòng)土壓力作用下外傾，對(duì)此應(yīng)進(jìn)行傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算；另一種是在土壓力作用下沿基底外移，需進(jìn)行滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算。a.傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算：繞墻趾的抗傾覆力矩與傾覆力矩之比稱為抗傾覆安全系數(shù)Kt≥1.6。b.滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算：抗滑力與滑動(dòng)力之比稱為抗滑安全系數(shù)Ks≥1.3。

1.穩(wěn)定性驗(yàn)算562.地基承載力驗(yàn)算地基的承載力驗(yàn)算，要求同時(shí)滿足基底平均應(yīng)力p≤f和基底最大壓應(yīng)力Pmax≤1.2f（f為地基承載力設(shè)計(jì)值）。3.墻身強(qiáng)度驗(yàn)算墻身強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)根據(jù)墻身材料分別按砌體結(jié)構(gòu)、素混凝土結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有關(guān)計(jì)算方法進(jìn)行。

2.地基承載力驗(yàn)算57三、重力式擋土墻的體型選擇和構(gòu)造措施（一）墻背的傾斜型式重力式擋土墻按墻背傾斜方向可分為仰斜、直立和俯斜三種型式。三、重力式擋土墻的體型選擇和構(gòu)造措施58仰斜墻背重力式擋土墻仰斜墻背重力式擋土墻59直立墻背重力式擋土墻直立墻背重力式擋土墻60俯斜墻背重力式擋土墻俯斜墻背重力式擋土墻61

對(duì)于不同傾斜方向墻背的擋土墻，如用相同的計(jì)算方法和計(jì)算指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，其主動(dòng)土壓力以仰斜為最小，直立居中，俯斜最大。因此，就墻背所受的主動(dòng)土壓力而言，仰斜墻背較為合理。

如在開(kāi)挖臨時(shí)邊坡以后筑墻，采用仰斜墻背可與邊坡緊密貼合，而俯斜墻背則需在墻背回填土，因此仰斜墻背比較合理。如果在填方地段筑墻，仰斜墻背填土的夯實(shí)比俯斜墻背或直立墻背困難，此時(shí)，俯斜墻背和直立墻背比較合理。對(duì)于不同傾斜方向墻背的擋土墻，如用相同的計(jì)算方法和計(jì)62從墻前地形的陡緩看，當(dāng)墻前地形較為平坦時(shí)，用仰斜墻背較為合理。如果墻前地形較陡，則宜用直立墻背。因?yàn)楦┬眽Ρ车耐翂毫^大，而用仰斜墻背時(shí)，為了保證墻趾有一定的入土深度，就要加高墻身，使砌筑工程量增加。從墻前地形的陡緩看，當(dāng)墻前地形較為平坦時(shí)，用仰63因此，墻背的傾斜型式應(yīng)根據(jù)使用要求、地形和施工等情況綜合考慮確定：仰斜墻背主動(dòng)土壓力最小，墻身截面經(jīng)濟(jì)，墻背可與開(kāi)挖的臨時(shí)邊坡緊密貼合，但墻后填土的壓實(shí)較為困難，因此多用于支擋挖方工程的邊坡；俯斜墻背主動(dòng)土壓力最大，但墻后填土施工較為方便，易于保證回填土質(zhì)量而多用于填方工程；直立墻背介于前兩者之間，且多用于墻前原有地形較陡的情況，如山坡上建墻，因此時(shí)仰斜墻身較高而入土較淺，俯斜墻則土壓力較大。因此，墻背的傾斜型式應(yīng)根據(jù)使用要求、地形和施工等情況64（二）填土質(zhì)量要求擋土墻的回填土料應(yīng)盡量選擇透水性較大的土，因?yàn)檫@類土的抗剪強(qiáng)度較穩(wěn)定，且易于排水。填土壓實(shí)質(zhì)量是擋土墻施工中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。填土?xí)r應(yīng)分層夯實(shí)。（二）填土質(zhì)量要求65項(xiàng)目5擋土墻土壓力

項(xiàng)目5擋土墻土壓力66第一節(jié)概述在港口、水利、路橋及房屋建筑等工程中，擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）是一種常見(jiàn)的建筑物。擋土結(jié)構(gòu)物的作用是用來(lái)?yè)踝蟮奶钔敛⒊惺軄?lái)自填土的壓力。土壓力：指墻后填土由于它的自重或作用在填土表面上的荷載對(duì)墻背所產(chǎn)生的側(cè)向壓力。擋土墻按結(jié)構(gòu)型式可分為重力式、懸壁式、扶壁式等。可用塊石、條石、磚、混凝土與鋼筋混凝土等材料建筑。計(jì)算方法大多采用朗金和庫(kù)侖土壓力理論。大型及特殊構(gòu)筑物土壓力的計(jì)算常采用有限元數(shù)值分析計(jì)算。第一節(jié)概述在港口、水利、路橋及房屋建筑等工程中，擋土結(jié)構(gòu)67墻面墻前墻頂墻背墻后墻趾墻跟(踵)墻底(基底)土壓力自重墻面墻前墻頂墻背墻后墻趾墻跟(踵)68擋土墻壓力匯總課件69擋土墻壓力匯總課件70擋土墻壓力匯總課件71擋土墻壓力匯總課件72擋土墻壓力匯總課件73擋土墻壓力匯總課件74擋土墻壓力匯總課件75擋土墻壓力匯總課件76擋土墻壓力匯總課件77第二節(jié)作用在擋土墻上的土壓力一.土壓力的類型根據(jù)墻身位移的情況，作用在墻背上的土壓力可分為靜止土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力。1.主動(dòng)土壓力(activeearthpressure)

擋土墻向前移離填土，隨著墻的位移量的逐漸增大，土體作用于墻上的土壓力逐漸減小，當(dāng)墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)并出現(xiàn)滑動(dòng)面時(shí)，這時(shí)作用于墻上的土壓力減至最小，稱為主動(dòng)土壓力Ea。第二節(jié)作用在擋土墻上的土壓力一.土壓力的類型根據(jù)782.被動(dòng)土壓力(passiveearthpressure)

擋土墻在外力作用下移向填土，隨著墻位移量的逐漸增大，土體作用于墻上的土壓力逐漸增大，當(dāng)墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)并出現(xiàn)滑動(dòng)面時(shí)，這時(shí)作用于墻上的土壓力增至最大，稱為被動(dòng)土壓力Ep。3.靜止土壓力(earthpressureatrest)

當(dāng)擋土墻靜止不動(dòng)時(shí)，即不能移動(dòng)也不轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)土體作用在擋土墻的壓力稱為靜止土壓力E0。2.被動(dòng)土壓力(passiveearthpressu79主動(dòng)被動(dòng)主動(dòng)被動(dòng)801~5%0.1~0.5%試驗(yàn)研究表明：在相同條件下，靜止土壓力大于主動(dòng)土壓力而小于被動(dòng)土壓力，即有Ea<E0<Ep

在相同條件下，產(chǎn)生被動(dòng)土壓力時(shí)所需的位移量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于產(chǎn)生主動(dòng)土壓力時(shí)所需的位移量。1~5%0.1~0.5%試驗(yàn)研究表明：在相同條件下，81二.靜止土壓力計(jì)算在填土表面下任意深度z處的靜止土壓力強(qiáng)度可按下式計(jì)算：

由上式可知，靜止土壓力沿墻高呈三角形分布。作用在單位墻長(zhǎng)上的靜止土壓力為：二.靜止土壓力計(jì)算由上式可知，靜止土壓力沿墻高呈三角82E0H靜止土壓力的分布方向垂直指向墻背,合力Eo的作用點(diǎn)在距離墻底1/3處。

E0H靜止土壓力的分布方向垂直指向墻背,合力Eo的作用點(diǎn)在距83ko——靜止土壓力系數(shù)，一般應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可按參考值選??；砂土的ko值為0.35～0.45；粘性土的ko值為0.5～0.7，也可利用半經(jīng)驗(yàn)公式ko=1-sin計(jì)算。

′—土的有效內(nèi)摩擦角(o)；γ——填土的重度，kN/m3；Z—計(jì)算點(diǎn)距離填土表面的深度，m。ko——靜止土壓力系數(shù)，一般應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可84第三節(jié)郎金土壓力理論基本原理認(rèn)為墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，與墻背接觸的任一土單元體都處于極限平衡狀態(tài)，然后根據(jù)土單元體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)應(yīng)力所滿足的條件來(lái)建立土壓力的計(jì)算公式.基本假定擋土墻的墻背垂直；擋土墻的墻后填土表面水平；擋土墻的強(qiáng)背光滑;

第三節(jié)郎金土壓力理論基本原理85擋土墻壓力匯總課件86AOτσ主動(dòng)狀態(tài)被動(dòng)狀態(tài)AOτσ主動(dòng)狀態(tài)被動(dòng)狀態(tài)87擋土墻壓力匯總課件88粘性土：無(wú)粘性土：粘性土：無(wú)粘性土：89粘性土：無(wú)粘性土：主動(dòng)土壓力粘性土：無(wú)粘性土：主動(dòng)土壓力90由以上公式可知：無(wú)粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度與z成正比，沿墻高的壓力呈三角形分布。如取單位墻長(zhǎng)，則主動(dòng)土壓力為：Ea的作用方向應(yīng)垂直墻背，作用點(diǎn)在距墻底1/3處。

由以上公式可知：Ea的作用方向應(yīng)垂直墻背，作用點(diǎn)在距墻底1/91Eah無(wú)粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖Eah無(wú)粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖92粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分：一部分是由自重引起的土壓力強(qiáng)度，另一部分是由粘聚力引起的負(fù)側(cè)壓力強(qiáng)度，這兩部分土壓力疊加的結(jié)果如下圖所示。其中ade部分是負(fù)側(cè)壓力，對(duì)墻背而言是拉力，但實(shí)際上墻與土在很小的拉力作用下就會(huì)分離，從而造成土壓力為零。所以粘性土的土壓力分布僅是abc部分。粘性土的主動(dòng)土壓力93Eahadebc粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖Eahadebc粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖94a點(diǎn)離填土面的的深度z0稱為臨界深度，在填土面無(wú)荷載的條件下，可令a=0求得z0的值，可得如取單位墻長(zhǎng)計(jì)算，主動(dòng)土壓力Ea為：Ea的作用方向應(yīng)垂直墻背，作用點(diǎn)在距墻底(h-Z0)/3處。

a點(diǎn)離填土面的的深度z0稱為臨界深度，在填土面無(wú)荷載的條件下95被動(dòng)土壓力無(wú)粘性土粘性土被動(dòng)土壓力無(wú)粘性土粘性土96從以上公式可知：無(wú)粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度呈三角形分布；如取單位墻長(zhǎng)計(jì)算，則被動(dòng)土壓力可由下式計(jì)算：Ep的作用方向應(yīng)垂直墻背，作用點(diǎn)在距墻底1/3處。

從以上公式可知：Ep的作用方向應(yīng)垂直墻背，作用點(diǎn)在距97EpH無(wú)粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖EpH無(wú)粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖98粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度呈梯形分布。如取單位墻長(zhǎng)計(jì)算，則被動(dòng)土壓力可由下式計(jì)算：Ep的作用方向應(yīng)垂直墻背，作用點(diǎn)通過(guò)一次求矩得到。

粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度呈梯形分布。如取單位墻長(zhǎng)計(jì)算，則被動(dòng)土99Ep粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖Ep粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖100各種具體情況的主動(dòng)土壓力計(jì)算當(dāng)填土面有均布荷載時(shí)的土壓力計(jì)算：

當(dāng)擋土墻后填土面有連續(xù)均布荷載作用時(shí)，土壓力的計(jì)算方法是將均布荷載換算成當(dāng)量的土重。當(dāng)填土面水平時(shí)，當(dāng)量的土層厚度為:各種具體情況的主動(dòng)土壓力計(jì)算當(dāng)填土面有均布荷載時(shí)的土壓力計(jì)算101Ea填土面有均布荷載的土壓力計(jì)算Ea填土面有均布荷載的土壓力計(jì)算102如填土為無(wú)粘性土?xí)r墻頂?shù)耐翂毫?qiáng)度為:墻底的土壓力強(qiáng)度為:實(shí)際的土壓力分布為梯形部分,土壓力的大小為強(qiáng)度分布圖的面積,土壓力作用點(diǎn)在梯形的重心,采用一次求矩的方法求得.填土為粘性土呢?如填土為無(wú)粘性土?xí)r墻頂?shù)耐翂毫?qiáng)度為:墻底的土壓力強(qiáng)度為:實(shí)103當(dāng)填土面受局部均布荷載時(shí)的土壓力計(jì)算：當(dāng)填土面受局部均布荷載時(shí)的土壓力計(jì)算：104當(dāng)填土為成層填土?xí)r的土壓力計(jì)算：由于各層填土重度不同，使得填土豎向應(yīng)力分布在土層交界面上出現(xiàn)轉(zhuǎn)折.由于各層填土粘聚力和內(nèi)摩擦角不同，所以在計(jì)算主動(dòng)或被動(dòng)土壓力系數(shù)時(shí)，需采用計(jì)算點(diǎn)所在土層的粘聚力和內(nèi)摩擦角.第一層土壓力按均質(zhì)土計(jì)算,計(jì)算第二層土壓力時(shí),將上層土按重度換算成與第二層重度相同的當(dāng)量土層計(jì)算,當(dāng)量土層厚度為:當(dāng)填土為成層填土?xí)r的土壓力計(jì)算：由于各層填土重度不同，使得填105當(dāng)填土為有限填土?xí)r的土壓力計(jì)算：當(dāng)墻后填土有地下水時(shí)的土壓力計(jì)算：當(dāng)填土為有限填土?xí)r的土壓力計(jì)算：當(dāng)墻后填土有地下水時(shí)的土壓力106第四節(jié)庫(kù)侖土壓力理論庫(kù)侖土壓力理論是根據(jù)墻后土體處于極限平衡狀態(tài)并形成一滑動(dòng)楔體時(shí)，從楔體的靜力平衡條件得出的土壓力計(jì)算理論。基本假定：墻后填土為理想的散粒體(粘聚力為0)，因此庫(kù)侖土壓力理論只適用于無(wú)粘性土.滑動(dòng)破裂面為通過(guò)墻踵的平面.第四節(jié)庫(kù)侖土壓力理論庫(kù)侖土壓力理論是根據(jù)墻后土體處于極107主動(dòng)土壓力一般擋土墻的計(jì)算屬于平面問(wèn)題，故可沿墻的長(zhǎng)度方向取1m進(jìn)行分析。當(dāng)墻向前移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)而使墻后土體沿某一破壞面破壞時(shí)，土楔向下滑動(dòng)而處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)。主動(dòng)土壓力108滑面滑面109庫(kù)倫主動(dòng)土壓力的一般表達(dá)式或庫(kù)倫主動(dòng)土壓力的一般表達(dá)式或110庫(kù)侖主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分布，主動(dòng)土壓力的作用點(diǎn)在距墻底H/3處。方向與墻面法線成角。當(dāng)墻背垂直、光滑，填土面水平時(shí)，庫(kù)倫主動(dòng)土壓力的一般表達(dá)式成為

可見(jiàn)，在上述條件下，庫(kù)倫主動(dòng)土壓力公式和朗肯公式相同。

庫(kù)侖主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分布，主動(dòng)土壓力的作111被動(dòng)土壓力

當(dāng)擋土墻受外力作用推向填土，直至土體沿某一破裂面BC破壞時(shí)，土楔ABC向上滑動(dòng)，并處于被動(dòng)極限平衡狀態(tài)。被動(dòng)土壓力112滑面滑面113

按求主動(dòng)土壓力同樣的原理可求得被動(dòng)土壓力的庫(kù)倫公式為：或按求主動(dòng)土壓力同樣的原理可求得被動(dòng)土壓力的庫(kù)倫公式為114庫(kù)倫被動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分布，被動(dòng)土壓力的作用點(diǎn)在距墻底H/3處。被動(dòng)土壓力強(qiáng)度可按下式計(jì)算：

當(dāng)墻背垂直、光滑，填土面水平時(shí)，庫(kù)侖被動(dòng)土壓力的一般表達(dá)式成為庫(kù)倫被動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分布，被動(dòng)土壓力的作115朗金和庫(kù)倫土壓力理論的簡(jiǎn)單說(shuō)明朗金和庫(kù)倫土壓力理論都是由墻后填土處于極限平衡狀態(tài)的條件得到的。但朗金理論求得是墻背各點(diǎn)土壓力強(qiáng)度分布，而庫(kù)倫理論求得是墻背上的總土壓力。朗金理論在其推導(dǎo)過(guò)程中忽視了墻背與填土之間的摩擦力，認(rèn)為墻背是光滑的，計(jì)算的主動(dòng)土壓力誤差偏大，被動(dòng)土壓力誤差偏小，而庫(kù)倫理論考慮了這一點(diǎn)，所以，主動(dòng)土壓力接近于實(shí)際值，但被動(dòng)土壓力因?yàn)榧俣ɑ瑒?dòng)面是平面誤差較大，因此，一般不用庫(kù)倫理論計(jì)算被動(dòng)土壓力。朗金和庫(kù)倫土壓力理論的簡(jiǎn)單說(shuō)明116朗金理論適用于填土表面為水平的無(wú)粘性土或粘性土的土壓力計(jì)算，而庫(kù)倫理論只適用于填土表面為水平或傾斜的無(wú)粘性土，對(duì)粘性土只能用圖解法計(jì)算。朗金理論適用于填土表面為水平的無(wú)粘性土或粘性土的土壓力計(jì)算，117第五節(jié)擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻的類型擋土墻按結(jié)構(gòu)型式可分為三種主要類型：

1.重力式擋土墻重力式擋土墻是以擋土墻自身重力來(lái)維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定。通常由塊石或素混凝土砌筑而成，因而墻體抗拉強(qiáng)度較小，作用于墻背的土壓力所引起的傾覆力矩全靠墻身自重產(chǎn)生的抗傾覆力矩來(lái)平衡，因此，墻身必須做成厚而重的實(shí)體才能保證其穩(wěn)定，這樣，墻身的體積和重量都比較大。由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，能夠就地取材等優(yōu)點(diǎn)，是工程中應(yīng)用較廣的一種型式。第五節(jié)擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻的類型1182.懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻一般用鋼筋混凝土建造，由三個(gè)懸臂板組成：立壁、墻趾懸臂和墻踵懸臂。墻的穩(wěn)定性主要靠墻踵底板上的土重，而墻體內(nèi)的拉應(yīng)力則由鋼筋承擔(dān)。這類擋土墻的優(yōu)點(diǎn)是能充分利用鋼筋混凝土的受力特性，墻體截面較小。3.扶壁式擋土墻當(dāng)擋土墻后的填土比較高時(shí)，為了增強(qiáng)懸臂式擋土墻中立壁的抗彎性能，常沿墻的縱向每隔一定距離設(shè)一道扶壁，故稱為扶壁式擋土墻。

2.懸臂式擋土墻119二、擋土墻的計(jì)算

擋土墻的截面一般按試算法確定，即先根據(jù)擋土墻所處的條件憑經(jīng)驗(yàn)初步擬定截面尺寸，然后進(jìn)行擋土墻的驗(yàn)算，如不滿足要求，則應(yīng)改變截面尺寸或采取其他措施。

擋土墻的計(jì)算通常包括下列內(nèi)容：穩(wěn)定性驗(yàn)算：包括抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算；地基的承載力驗(yàn)算；墻身強(qiáng)度