土压力和支挡结构

第六章 挡土结构物上的土压力第一节 概述第五章已经讨论了土体中由于外荷引起的应力，本章将介绍土体作用在挡土结构物上的土压力，讨论土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布和合力作用点，而土压力的大小及分布规律主要与土的性质及结构物位移的方向、大小等有关，亦和结构物的刚度、高度及形状等有关。

一、挡土结构类型对土压力分布的影响定义：挡土结构是一种常见的岩土工程建筑物，它是为了防止边坡的坍塌失稳，保护边坡的稳定，人工完成的构筑物。

常用的支挡结构结构有重力式、悬臂式、扶臂式、锚杆式和加筋土式等类型。

挡土墙按其刚度和位移方式分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑三类。

1．刚性挡土墙指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。

由于刚度大，墙体在侧向土压力作用下，仅能发身整体平移或转动的挠曲变形则可忽略。

墙背受到的土压力呈三角形分布，最大压力强度发生在底部，类似于静水压力分布。

2．柔性挡土墙当墙身受土压力作用时发生挠曲变形。

3．临时支撑边施工边支撑的临时性。

二、墙体位移与土压力类型墙体位移是影响土压力诸多因素中最主要的。

墙体位移的方向和位移量决定着所产生的土压力性质和土压力大小。

1.静止土压力（0E ）墙受侧向土压力后，墙身变形或位移很小，可认为墙不发生转动或位移，墙后土体没有破坏，处于弹性平衡状态，墙上承受土压力称为静止土压力0E 。

2.主动土压力（a E ）挡土墙在填土压力作用下，向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动，直至土体达到主动平衡状态，形成滑动面，此时的土压力称为主动土压力。

3.被动土压力（p E ）挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动，土压力逐渐增大，直至土体达到被动极限平衡状态，形成滑动面。

此时的土压力称为被动土压力p E 。

同样高度填土的挡土墙，作用有不同性质的土压力时，有如下的关系：p E >0E > a E在工程中需定量地确定这些土压力值。

Terzaghi （1934）曾用砂土作为填土进行了挡土墙的模型试验，后来一些学者用不同土作为墙后填土进行了类似地实验。

土压力与挡土墙1.引言土压力指的是土壤中由于自重形成的垂直向下作用的力量，它是设计和施工土木工程如挡土墙时需要考虑的重要因素之一。

挡土墙则是一种常用的结构，用于抵抗土壤的水平推力，以保护建筑物、道路和堤坝免受土壤侵蚀和坍塌。

本文将探讨土压力对挡土墙的影响以及常用的挡土墙结构及其工作原理。

2.土压力的形成与影响土压力的形成是由于土体的自重以及外部施加的荷载导致土壤颗粒间的相互压实和相对位移，从而产生一个向下和向外的力。

土体的类型、密实度、粒径分布以及施加在土体上的荷载等因素都会影响土压力的大小和分布。

土压力对挡土墙的影响主要体现在以下几个方面：2.1 挡土墙的稳定性土压力是挡土墙稳定性设计中重要的考虑因素之一。

挡土墙在承受土压力作用时，必须能够平衡土体的水平推力，以防止挡土墙的倾覆或滑移。

设计挡土墙时需要充分考虑土压力的大小和分布，以确定墙体的尺寸、材料和支护结构等。

2.2 墙身和基础结构的变形土压力会导致挡土墙墙身和基础结构的变形。

墙身受到土压力的作用会发生弯曲和变形，因此需要合理设计挡土墙的截面形状和墙体厚度，以保证结构的稳定性和变形控制。

基础结构受到土压力的影响也会发生沉降和倾斜等变形，需要采取适当的基础处理措施，如加固基础或采用合适的基础形式。

2.3 挡土墙的开挖工作在挡土墙的建设过程中,需要进行土体的开挖工作。

开挖后形成的挖土面会受到土压力的作用，特别是在挖土面上部往下依次深挖的过程中，土压力会导致挖土面的塌方和土体的失稳。

为了保证挖土面的稳定，常常需要采取支护措施，如钢筋混凝土构造、土工合成材料和挡土结构的设置等。

3.常用挡土墙结构及其工作原理为了有效地抵抗土压力，保护建筑物和其他工程设施的稳定，人们设计和建造了各种各样的挡土墙结构。

以下是常见的几种挡土墙结构及其工作原理：3.1 重力挡土墙重力挡土墙是由自身的重量来抵抗背后土压力的，通过墙体的自重产生与土压力相反的水平力，实现力的平衡。

课程辅导 >>> 第七章、土压力第七章土压力一、内容简介土压力是指土体作用在支挡结构上的侧向压力。

土压力的大小与支挡结构位移的方向和大小有密切的关系，其中静止土压力、主动土压力和被动土压力是实际工程中最常用到的三种土压力。

静止土压力的计算方法由弹性半无限体的计算公式演变而来，而主动土压力和被动土压力所对应的都是土体处于破坏（或极限平衡）状态时的土压力，因此其计算公式的建立与土的强度理论密切相关。

主动和被动土压力的常用计算方法主要是 Rankine 土压理论和 Coulomb 土压理论计算，前者由土中一点的极限平衡条件即 Mohr-Coulomb 准则建立计算公式，后者则利用滑动土楔的静力平衡条件推得，其中土体滑面上法向和切向力之间的关系所反映的实际就是 Coulomb 定律。

二、基本内容和要求1 ．基本内容（ 1 ）土压力的概念；（ 2 ）土压力的分类及与挡土墙位移的关系；（ 3 ）静止土压力的计算；（ 4 ） Rankine 土压力理论及计算；（ 5 ） Coulomb 土压力理论及计算。

2 ．基本要求★ 概念及基本原理【掌握】静止土压力；主动土压力；被动土压力；墙体位移与墙后土压分布的关系；静止土压理论基本假设； Rankine 土压理论基本假设； Coulomb 土压理论基本假设。

★ 计算理论及计算方法【掌握】静止土压计算公式及计算；墙背垂直、土面水平且作用有均匀满布荷载、墙后土由不同土层组成时 Rankine 土压计算公式及公式推导、计算；墙背及土面为平面时的 Coulomb 土压计算。

【理解】墙背及土面为平面时 Coulomb 土压力计算公式及推导过程。

三、重点内容介绍1 ．土压力与位移的关系及土压力的类型土压力是指土体作用在支挡结构上的侧向压力，其大小及分布规律受多种因素影响，对同一结构及土体，土压力的大小主要取决于支挡结构位移的方向和大小。

图 7-1 所示为土压力与刚性挡墙位移（移动或转动）之间的关系。

边坡地质灾害防治工程-支挡结构简介第一节支挡结构的发展和展望支挡结构包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等支撑和锚固结构，是用来支撑、加固填土或山坡土体、防止坍滑以保持其稳定的一种建筑物。

在铁路、公路路基工程中、支挡结构主要用于承受土体侧向土压力，它被广泛应用于稳定路堤、路堑、隧道洞口以及桥梁两端的路基边坡等，近几年在高速铁路建设工程中，在软土或松软土地基地段也采用了一种新型的路基桩板结构，用来支承铁路上部结构和路堤填方。

在水利、矿场、房屋建筑等工程中，支挡结构主要用于加固山坡、基坑边坡和河流岸壁的稳定等。

当以上工程或其它岩土工程遇到不良地质灾害时，支挡结构主要用于加固或拦挡不良地质体。

例如，加固滑坡、崩塌、岩堆体，拦挡落石、泥石流等。

支挡结构是岩土工程中的一个重要组成部分，随着我国国民经济水平的提高，基本建设的不断发展，支挡结构技术水平的提高以及减少环境破坏、节约用地观念的加强等，支挡结构在岩土工程中的使用越来越广泛，特别是在铁路、公路路基及建筑基础工程中所占的比重也越来越大。

一、重力式挡土墙由于我国在一些地区石料来源丰富，就地取材方便，再加上施工方法简单，因此，在过去很长一段时间内，石砌的重力式挡土墙是我国岩土工程中广泛采用的主要支挡结构。

这种挡土墙形式简单，设计一般采用库仑土压力理论，当墙体向外变形墙后土体达到主动土压力状态时，假定土中主动土压滑动面为平面并按滑动土楔的极限平衡条件来求算主动土压力。

在侧向土压力作用下，重力式挡土墙的稳定性主要靠墙身的自重来维持，墙身一般采用浆砌片石来砌筑，有时也用混凝土灌注。

上世纪五十年代为适应西南山区地形陡峻的特点，出现了我国独创的衡重式挡土墙。

衡重式挡土墙最初在宝（鸡）成（都）铁路广元至略阳段使用。

1959年，铁道部第二勘测设计院在西安召开的全国坍方滑坡会议上介绍了这种挡墙新形式，得到了大会的赞许，以后在铁路路基工程中逐步推广，又由铁道部科学研究院、专业设计院、铁二院等单位联合开展了科研攻关，完善了衡重式挡墙按第二破裂面计算的理论，编制了有关的标准图，加快了在铁路系统全路的推广。

第六章挡土结构物上的土压力第一节概述第五章已经讨论了土体中由于外荷引起的应力，本章将介绍土体作用在挡土结构物上的土压力，讨论土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布和合力作用点，而土压力的大小及分布规律主要与土的性质及结构物位移的方向、大小等有关，亦和结构物的刚度、高度及形状等有关。

一、挡土结构类型对土压力分布的影响定义：挡土结构是一种常见的岩土工程建筑物，它是为了防止边坡的坍塌失稳，保护边坡的稳定，人工完成的构筑物。

常用的支挡结构结构有重力式、悬臂式、扶臂式、锚杆式和加筋土式等类型。

挡土墙按其刚度和位移方式分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑三类。

1．刚性挡土墙指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。

由于刚度大，墙体在侧向土压力作用下，仅能发身整体平移或转动的挠曲变形则可忽略。

墙背受到的土压力呈三角形分布，最大压力强度发生在底部，类似于静水压力分布。

2．柔性挡土墙当墙身受土压力作用时发生挠曲变形。

3．临时支撑边施工边支撑的临时性。

二、墙体位移与土压力类型墙体位移是影响土压力诸多因素中最主要的。

墙体位移的方向和位移量决定着所产生的土压力性质和土压力大小。

1.静止土压力（0E ）墙受侧向土压力后，墙身变形或位移很小，可认为墙不发生转动或位移，墙后土体没有破坏，处于弹性平衡状态，墙上承受土压力称为静止土压力0E 。

2.主动土压力（a E ）挡土墙在填土压力作用下，向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动，直至土体达到主动平衡状态，形成滑动面，此时的土压力称为主动土压力。

3.被动土压力（p E ）挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动，土压力逐渐增大，直至土体达到被动极限平衡状态，形成滑动面。

此时的土压力称为被动土压力p E 。

同样高度填土的挡土墙，作用有不同性质的土压力时，有如下的关系：p E >0E > a E在工程中需定量地确定这些土压力值。

Terzaghi （1934）曾用砂土作为填土进行了挡土墙的模型试验，后来一些学者用不同土作为墙后填土进行了类似地实验。

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 ）2ϕ14 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。

挡土墙上的土压力有哪几种，分别叙述其定义范本一：正文：1. 直接土压力直接土压力是指土体直接作用在挡土墙上的压力，它是由土体的重力所引起的压力。

直接土压力按照土体的排列形态可以分为水平土压力和垂直土压力。

水平土压力是指土体在挡土墙前方水平方向上对挡土墙的压力，它随着土体的重力而产生。

垂直土压力是指土体作用在挡土墙上的垂直方向上的压力，它是由土体的重力分量引起的。

2. 停止土压力停止土压力是指由于支挡结构阻断了土体的变形而产生的压力。

当土体面与挡土结构之间没有任何间隙时，土体的变形被完全停止，此时所产生的压力称为停止土压力。

停止土压力的大小与土体的自己的内摩擦角、壁面与土体界面的滑动摩擦角、土体与挡土墙之间的初始应力状态等因素有关。

停止土压力的存在会改变挡土墙的受力状态，增加了挡土墙的稳定性。

3. 活动土压力活动土压力是指在挡土墙面三角形的内外两边形成的有效土体压力与挡土墙之间的垂直立面面积之积。

当土体在挡土墙表面产生变形时，挡土墙上的土压力随之改变，此时的土压力称为活动土压力。

活动土压力的计算可以采用库耳堡拉格尔经典椭圆法或者布尔库斯方法等。

结尾附件：1、本文档涉及附件：暂无。

2、本文所涉及的法律名词及注释：- 自重：指土体本身的重力。

- 直接土压力：指土体直接作用在挡土墙上的压力。

- 停止土压力：指由于支挡结构阻断了土体的变形而产生的压力。

- 活动土压力：指在挡土墙面三角形的内外两边形成的有效土体压力与挡土墙之间的垂直立面面积之积。

- 内摩擦角：土体内部颗粒间相互摩擦的角度。

- 壁面与土体界面的滑动摩擦角：土体与挡土墙壁面之间相互滑动的摩擦角。

- 初始应力状态：指土体在未受外力作用时的应力状态。

正文：1. 水平土压力水平土压力是挡土墙上的土压力中的一种重要形式。

它是沿挡土墙水平方向作用的土体压力。

水平土压力的大小与土体的自重、土体内摩擦角以及挡墙前方土体的高度等因素有关。

在计算水平土压力时，常采用库诺斯法或修正库诺斯法配合广义曼宁公式进行计算。

支挡结构设计中土作用力计算浅析摘要：支档结构是用来支撑填土或自然坡体，防止填土或坡体变形失稳的一种构造物。

支档结构物支撑着土体，使其不致坍塌，因而支档结构经常承受着土体的侧压力作用。

本文结合不同土压力理论，介绍土作用力的计算方法，以及不同土压力理论的适用情况。

关键词：支档结构土作用力土压力理论Abstract: a file structure is used to support the filled soil or natural slope, prevent the filled soil slope deformation or instability of a kind of structures. A file structures supported the soil, make it not to collapse, and thus a file structure under the soil often the lateral pressure effect. This paper combines different earth pressure theory is introduced, and the calculation method of earth forces, as well as the different soil pressure and the application of the theory.Key words: a file structure soil force earth pressure theory一、概述支档结构是用来支撑填土或自然坡体，防止填土或坡体变形失稳的一种构造物。

它在各种土建工程中得到广泛的应用，如公、铁路的挡土墙和桥台，河港工程中的岸墙，工业与民用建筑中的地下连续墙及开挖支撑等。

支档结构的工作对象为不稳定的或可能丧失稳定性的建（构）造物或建筑环境，对于工程而言主要为人工边坡（路堤边坡和路堑边坡）、自然山坡和桥梁下部结构的深基坑。