竖向土压力计算公式

注：本文档为手算计算书文档，包含公式、计算过程在内，可供老师教学，可供学生学习。

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请私信作者！）团队成果，侵权必究！（温馨提示，本文档没有计算功能，请在作者个人中心中下载对应的Excel计算表格，填入基本参数后，Excel表格会计算出各分项结果，并显示计算过程！）1、挡土墙计算1.设计资料本次设计挡土墙为重力式挡土墙，选择常见的仰斜式路肩墙进行计算，如图所示，有关截面尺寸有待验算。

其中本次设计最不利位置为桩号K1+570左侧，挡土墙高度9.5米，拟定验算此处墙高，即H=9.5m。

拟定墙面和墙背坡度均为1:0.25；基底倾斜度=1:5；基底与地基土摩擦系数=0.5。

墙身砌体容重值为20.0kN/m3。

墙后填料容重值为18.3kN/m3；内摩擦角38º，墙背摩擦角19.2º。

有关墙背填料、地基土和砌体物理力学参数列于下表。

墙背填料、地基和砌体物理力学参数2.初步拟定断面尺寸断面尺寸数据表断面尺寸/mH0.344 9.5 9.156 1.83.破裂棱体位置确定（1）破裂夹角计算设计假设破裂面交于荷载范围内，则：由，因为注：1.当为路肩挡土墙时，式中a=b=0。

2.对于俯斜墙背，取正值；垂直墙背，取；仰斜墙背，取负值。

3.当荷载沿路肩边缘布置时，。

根据挡土墙破裂面位于荷载内部时破裂角的公式如下：（2）验算破裂面是否落在荷载的范围破裂棱体长度计算：车辆荷载的分布宽度计算：因为＜，所以破裂面交于荷载范围内，符合拟定假设。

并列车辆数，双车道，单车道；后轮轮距，取；相邻两车辆后轮的中心间距，取；轮胎着地宽度，取。

4.荷载当量土柱高度计算设计墙高9.5m，按墙高计算附加荷载强度，按照线性内插法进行计算，求得附加荷载强度为：，求土柱高度：荷载强度q墙高H/m q/kPa 墙高H/m q/kPa20 105.土压力计算根据挡土墙破裂面交于荷载内部的土压力计算如下：（）（）（）（）（）（）注：、，墙背主动土压力的水平与垂直分力；6.土压力作用点的位置代表土压力作用点至墙踵的垂直距离。

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。

支护计算书一．设计资料该项目的支护结构非主体结构的一部分；开挖深度为9.7m<10m ；在等于开挖深度的水平距离内无临近建筑物.故可以认为该坑的安全等级为二级.重要性系数取γ0=1.0. 地面标高：-0.5m基础底面标高：-10.2m开挖深度：9.7m地下水位：-1.5m地面均布荷载：20kN/m 2土层：地表层有1m 厚的杂填土,其下为均质粉质粘土基坑外侧的粘土都看做饱和粘土；基坑内侧因为排水,看做有1.8m 深含水量16%的粘土,其下为饱和粘土.二．选择支护形式由于土质较好,水位较高,开挖深度一般,故选择钢板桩加单层土层锚杆支护.三．土压力计算1.竖向土压力的计算公式：j mj rk z γσ=基坑外侧：基坑内侧：2.主动土压力的计算取0'2 a e主动土压力零点：主动土压力示意图3.被动土压力的计算4.土压力总和开挖面以上只有主动土压力.开挖面以下：再往下,每米增加29.45kpa 的负向土压力.1m 条带中,土压力分块的合力 压力区块压力合力kN 距上端距离m 距下端距离m 1 15.19 0.58 0.42119.73k四．嵌固深度计算1.反弯点解得h=0.569m2.支点力Tc1设支点位于地面以下4m,即支点处标高为-4,5m对反弯点处弯矩为03．嵌固深度hd用软件解如下方程求最小hd,161.66x+5.7+29.45x+41.04x-1.8x-1.8/6+19.296x-1.39-1.215.19+275.74+4.125x -1.2845.57=0=7.500m解得hd五．弯矩计算根据建筑基坑支护技术规程JGJ120-99的规定按下列规定计算其设计值：截面弯矩设计值MM＝1.25γ0M c式中γ——重要性系数,取1.01.锚固点弯矩设计值2.剪力为0处弯矩设计值开挖面上方设地面到该点距离为h23.剪力为0处弯矩设计值开挖面下方设开挖面到该点距离为h3选用FSP-Ⅲ型钢板桩日本产拉森钢板桩.钢板桩所受最大弯曲应力为：满足允许应力要求.基坑四角采用0.2×0.2的角桩.则钢板桩的支护面积为：该型号钢板桩每平米的质量为150kg 钢板桩总重：t kg 6.50150155268.3343150==⨯六．锚杆计算根据规范JGJ120-994.6.9锚杆长度设计应符合下列规定：1锚杆自由段长度不宜小于5m 并应超过潜在滑裂面1.5m ；2土层锚杆锚固段长度不宜小于4m ；3锚杆杆体下料长度应为锚杆自由段、锚固段及外露长度之和,外露长度须满足台座、腰梁尺寸及张拉作业要求.锚杆布置应符合以下规定:1锚杆上下排垂直间距不宜小于2.0m,水平间距不宜小于1.5m;2锚杆锚固体上覆土层厚度不宜小于4.0m ；3锚杆倾角宜15°-25°,为且不应大于45°.选用25°倾角.1.锚杆自由段长度锚杆自由段长度取5.2m,外伸长度0.5m.2.锚杆锚固长度设锚杆锚固长度为10m,其中点到地面距离为8.31m,直径为14cm.水平分力kN T T c d 49.2425.115.1=⨯=若取K=1.50,则修正为12m最后确定的锚固段长度为12m.3.钢拉杆截面选择取361φ,则其抗拉强度设计值：满足要求.七．围檩受力计算围檩受到拉锚和钢板桩传来作用力,可按简支梁计算.选用两排18的槽钢,33310⨯=⨯=W⨯10120mm2414.7.2满足要求.共需要376m的18热轧轻型槽钢.七．抗倾覆验算满足要求.。

土压力理论及计算土压力是指土体受到外界荷载作用时产生的抵抗力。

研究土压力是地工工程、岩土工程和土力学等领域的基本问题之一、了解土压力的分布以及如何准确计算土压力对于土木工程的设计和分析非常重要。

本文将介绍土压力的理论及计算方法。

土压力的理论基础是库仑理论。

库仑理论是由法国科学家库仑在18世纪中期提出的，他认为土体颗粒与颗粒之间是通过间隙水分子构成的水桥相互连接的。

当外荷载作用于土体时，颗粒与间隙水分子之间的水桥被破坏，颗粒之间开始相互移动，随着移动，水桥逐渐破坏，最终形成土体的结构稳定。

库仑理论认为土体的内摩擦角决定了土体的内摩擦力，而内摩擦力是土压力产生的主要原因。

土压力的计算方法主要有两种：活动土压力和静止土压力。

活动土压力是指当土体受到外荷载作用时，土体内部颗粒会发生相对移动，从而产生土压力。

活动土压力的计算方法根据库仑理论以及土体内部颗粒间的摩擦力来进行。

静止土压力是指当土体受到外荷载作用时，土体内部颗粒不发生相对移动，从而产生土压力。

静止土压力的计算方法根据土体的重力和内摩擦力来进行。

对于活动土压力的计算，可以使用库仑公式。

库仑公式的表达式为：Pa=Ka*γ*H,其中Pa表示活动土压力，Ka表示活动土压力系数，γ表示土体的体积重量，H表示土体的高度。

活动土压力系数Ka是根据土体的内摩擦角来确定的。

活动土压力系数的大小取决于土体的类型和粒径分布等因素。

对于静止土压力的计算，可以使用库仑公式的变形公式。

静止土压力的计算需要考虑土体的内摩擦角以及土体与结构物之间的摩擦力。

静止土压力的计算公式为：Ps = γ * H + Σ(γi * Hi * tan αi), 其中Ps表示静止土压力，γi表示土体各层的体积重量，Hi表示土体各层的高度，αi表示土体与结构物之间的摩擦角。

静止土压力的计算中需要考虑土体的水平抗力和垂直抗力。

除了库仑公式，还有其他一些方法可以用于计算土压力。

例如，面积平衡法可以通过土体的重力平衡和水平面的摩擦力来计算土压力。

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。