擋土墻土壓力計(jì)算的基本理論

1、擋土墻土壓力計(jì)算的基本理論郭彥錄在橋梁引道工程、城市橋梁工程中廣泛應(yīng)用擋土墻，山區(qū)公路為了防止邊坡坍塌減少邊坡填方量時(shí)也經(jīng)常采用。擋土墻設(shè)計(jì)時(shí)必須計(jì)算土壓力的大小，確定其分布規(guī)律。土壓力的大小及其分布規(guī)律與擋土墻水平位穩(wěn)方向、土的性質(zhì)、擋土墻的剛度及其高度等因素有關(guān)。根據(jù)擋土墻水平位穩(wěn)方向，土壓力分為三種：1靜止土壓力；2、主動(dòng)土壓力；3、被動(dòng)土壓力。靜止土壓力（如圖1）：如剛性擋土墻保持原位置不動(dòng)，則作用在墻上的土壓力稱(chēng)為靜止土壓力。主動(dòng)土壓力（如圖2）：如果擋土墻在墻后土壓力的作用下，背離填土方向移動(dòng)，此時(shí)作用在墻土的土壓力將由靜止土壓力逐漸變小，當(dāng)墻后土體達(dá)到極限平衡，并且出現(xiàn)連續(xù)滑動(dòng)面

2、使土體下滑，這時(shí)土壓力減小到最小值，稱(chēng)之為主動(dòng)土壓力。被動(dòng)土壓力（如圖3）：若擋土墻在外力作用下向填土方向移動(dòng)，這時(shí)作用在墻土的土壓力由靜止土壓力逐漸增大，一直達(dá)到極限平衡，并出現(xiàn)連續(xù)滑動(dòng)面，墻后土體向上隆起，這時(shí)土壓力增至最大值，稱(chēng)之為被動(dòng)土壓力。三種土壓力中，主動(dòng)土壓力最小，靜止土壓力次之，被動(dòng)土壓力最大。1、靜止土壓力的計(jì)算，擋土墻受靜止土壓力時(shí)，回填土體處于彈性平衡狀態(tài)，由于墻體靜止不動(dòng)，無(wú)側(cè)向位移，此時(shí)，土壓力即是土體的水平向自重應(yīng)力，采用下述公式計(jì)算：P=krz00k-靜止土壓力系數(shù)0r-土的容重z-計(jì)算點(diǎn)距填土面的高度由上式可以看出，靜止土壓力P0是深度雖直線分布的，作用在每延米

3、擋土墻上的靜止土壓力合力為E=l/2krH2（kn/m）,（如圖4）。00式中H為擋土墻高度，k可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，砂性土，0k=l-sin©,粘性土，k=095-sin©,式中©,為土的有效00摩擦角。2、主動(dòng)土壓力的計(jì)算,目前主動(dòng)土壓力的計(jì)算廣泛采用庫(kù)侖土壓力理論,庫(kù)侖的理論發(fā)表二百多年以來(lái),許多學(xué)者進(jìn)行了修改和補(bǔ)充已十分完善,由于篇幅有限,本文將直接引用庫(kù)侖的公式：E=l/2rH2kAa式中：r-土的容重H-擋土墻高度K-主動(dòng)土壓力系數(shù)a由式中可以看出，主動(dòng)土壓力E是墻高H的二次函數(shù)，因此A主動(dòng)土壓力強(qiáng)度P是沿墻高按直線規(guī)律分布的，合力E的作用方aA向與墻背法

4、線成&角，與水平面成。角，其作用點(diǎn)在墻高的1/3處。作用在墻背上的主動(dòng)土壓力EA可以分解為水平分力Ex和堅(jiān)A向分力Ey。（如圖5）AEx=1/2rH2kcos0AaEx=1/2rH2ksin0Aa式中：0Ex和Ey都是線性分布的。AA被動(dòng)壓力土的計(jì)算：被動(dòng)壓力應(yīng)采用朗金被動(dòng)土壓力計(jì)算理論，設(shè)定墻背順直，填土面水平，當(dāng)擋土墻在外力作用下推向填土，當(dāng)墻的土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，墻背在深度z處取單元體，其豎向應(yīng)力Sz=rz是最小應(yīng)力5，而水平應(yīng)力5x是最大主應(yīng)力53j也就是被動(dòng)土壓力Pp,計(jì)算Pp時(shí)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)從上式可知：被動(dòng)土壓力Pp沿深度z呈直線分布(如圖6)所示，作用在