第八章挡土结构物上的土压力
第八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（E0）
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E0。
2.主动土压力（E A）
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（E P）
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E P。
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：
E P >E0> E A
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。
实验表明：当墙体离开填土移动时，位移量很小，即发生主动土压力。该位移量对砂土约0.001h ，（h 为墙高），对粘性土约0.004h 。
当墙体从静止位置被外力推向土体时，只有当位移量大到相当值后，才达到稳定的被动土压力值Ep ，该位移量对砂土约需0.05h ，粘性土填土约需0.1h ，而这样大小的位移量实际上对工程常是不容许的。本章主要介绍曲线上的三个特定点的土压力计算，即E 0、Ea 和Ep 。
三、研究土压力的目的
研究土压力的目的主要用于：
1．设计挡土构筑物，如挡土墙，地下室侧墙，桥台和贮仓等； 2．地下构筑物和基础的施工、地基处理方面；
3．地基承载力的计算，岩石力学和埋管工程等领域。
第二节 静止土压力的计算
设一土层，表面是水平的，土的容重为γ，设此土体为弹性状态，如图（见教材P200），在半无限土体内任取出竖直平面A ′B ′，此面在几何面上及应力分布上都是对称的平面。对称平面上不应有剪应力存在，所以，竖直平面和水平平面都是主应力平面。
在深度Z 处，作用在水平面上的主应力为：z v ?=νσ 在竖直面的主应力为： z k h ??=νσ0
式中：k 0——土的静止侧压力系数。
γ——土的容重
σh 即为作用在竖直墙背AB 上的静止土压力，即：与深度Z 呈线性直线分布。
可见：静止土压力与Z 成正比，沿墙高呈三角形分布。 单位长度的挡土墙上的静压力合力E 0为：
0202
1
K H E ??=ν
可见：总的静止土压力为三角形分布图的面积。 式中，H ：挡土墙的高度。
E 0的作用点位于墙底面以上H/3处。
静止侧压力系数K 0的数值可通过室内的或原位的静止侧压力试验测定。其物理意义：在不允许有侧向变形的情况下，土样受到轴向压力增量△σ1将会引起侧向压力的相应增量△σ3，比值△σ3/△σ1称为土的侧压力系数ζ或静止土压力系数k 0。
ν
ν
σσξ-=??=
=1130K 室内测定方法： （1）、压缩仪法：在有侧限压缩仪中装有测量侧向压力的传感器。 （2）、三轴压缩仪法：在施加轴向压力时，同时增加侧向压力，使试样不产生侧向变形。 上述两种方法都可得出轴向压力与侧向压力的关系曲线，其平均斜率即为土的侧压力系数。
对于无粘性土及正常固结粘土也可用下式近似的计算：
'sin 10?-=K
式中：'?——为填土的有效摩擦角。
对于超固结粘性土：m
C N c o OCR K K )()()(00+=??
式中：c o K ?)(0——超固结土的0K 值
C N K ?)(0——正常固结土的0K 值
OCR ——超固结比
m ——经验系数，一般可用m ＝0.41。
第三节 朗肯土压力理论（1857年提出） 一、基本原理
朗肯研究自重应力作用下，半无限土体内各点的应力从弹性平衡状态发展为极限平衡状态的条件，提出计算挡土墙土压力的理论。 （一）假设条件 1．挡土墙背垂直 2．墙后填土表面水平
3．挡墙背面光滑即不考虑墙与土之间的摩擦力。 （二）分析方法
由教材P200图6-10可知： 1．当土体静止不动时，深度Z 处土单元体的应力为rz r =σ，rz k h 0=σ；
2．当代表土墙墙背的竖直光滑面mn 面向外平移时，右侧土体制的水平应力h σ逐渐减小，而r σ保持不变。当mm 位移至''n m 时，应力圆与土体的抗剪强度包线相交——土体达到主动极限平衡状态。此时，作用在墙上的土压力n σ达到最小值，即为主动土压力，Pa ； 3．当代表土墙墙背的竖直光滑面mn 面在外力作用下向填土方向移动，挤压土时，h σ将逐渐增大，直至剪应力增加到土的抗剪强度时，应力圆又与强度包线相切，达到被动极限平衡状态。此时作用在''''n m 面上的土压力达到最大值，即为被动土压力，Pp 。
二、水平填土面的朗肯土压力计算 （一）主动土压力
当墙后填土达主动极限平衡状态时，作用于任意Z 处土单元上的σV =r ·z=σ1，
3σσ==Pa h ，即σV >σh 。
1、无粘性土
将rz r ==σσ1，Pa =3σ代入无粘性土极限平衡条件：a rzK tg =-
=)2
45(213φ
σσο
式中：)2
45(2
φ
-
=ο
tg K a ——朗肯主动土压力系数。
Pa 的作用方向垂直于墙背，沿墙高呈三角形分布，当墙高为H （Z=H ），则作用于单位
墙高度上的总土压力Ka rH E a 22=，a E 垂直于墙背，作用点在距墙底3
H
处。 见教材P202图6-11。
2、粘性土
将Pa rz r ===31,σσσ，代入粘性土极限平衡条件：
)2
45(2)2
45(213?
?σσ-?--=οοtg c tg 得
Ka c rzKa tg c tg Pa 2)2
45(2)245(21-=-?--=?
?σοο
说明：粘性土得主动土压力由两部分组成，第一项：rzKa 为土重产生的，是正值，随
深度呈三角形分布；第二项为粘结力c 引起的土压力Ka c 2，是负值，起减少土压力的作用，其值是常量。
见教材P203图6-12。
总主动土压力a E 应为三角形abc 之面积，即：
r c Ka cH Ka RH Ka r c H Ka c rHKa E a 22
22212)(2(21+-=??????-?-= a E 作用点则位于墙底以上)(3
1
0Z H -处。
（二）被动土压力
当墙后土体达到被动极限平衡状态时，бh >бV ，则p h P ==σσ1，rz v ==σσ3。 1、无粘性土
将p P =1σ，rz =3σ代入无粘性土极限平衡条件式中)2
45(231φ
σσ+
=ο
tg
可得：p p rzK rztg P =+=)2
45(2φ
ο
式中：)2
45(2
φ
+
=ο
tg K p ——称为朗肯被动土压力系数
p P 沿墙高底分布及单位长度墙体上土压力合力p E 作用点的位置均与主动土压力相同。
Ep=1/2rH 2Kp
见教材P204图6-13。
墙后土体破坏，滑动面与小主应力作用面之间的夹角2
45φ
α-
=ο
，两组破裂面之间的
夹角则为90o＋φ。 2、粘性土
将31,σσ==rz P p 代入粘性土极限平衡条件)2
45(2)245(231φ
φ
σσ+?++
=οο
tg c tg 可得：Kp c rzK tg c rztg P p p ?+=+?++
=2)2
45(2)245(2φ
φ
οο
粘性填土的被动压力也由两部分组成，都是正值，墙背与填土之间不出现裂缝；叠加后，其压力强度p P 沿墙高呈梯形分布；总被动土压力为：
Kp H c Kp rH E p ?+=
22
1
2 p E 的作用方向垂直于墙背，作用点位于梯形面积重心上。
例1 已知某混凝土挡土墙，墙高为H ＝6.0m ，墙背竖直，墙后填土表面水平，填土的重度r=18.5kN/m 3,φ=200,c=19kPa 。试计算作用在此挡土墙上的静止土压力，主动土压力和被动土压力，并绘出土压力分布图。
解：（1）静止土压力，取K 0＝0.5，00rzK P =
m kn K H E /5.1665.065.182
1
212020=???==γ
E 0作用点位于下m H
0.22
=处，如图a 所示。
（2）主动土压力
根据朗肯主压力公式：Ka c rzK P a a ?-=2，)2
45(φ
-
=ο
tg K a
γ
γ22
2221c K cH K H E a a a +-=
＝0.5×18.5×62×tg 2（45o－20o/2）－2×19×6×tg(45o－20o/2)＋2×192/18.5 ＝42.6kn/m 临界深度：m tg K c
Z a
93.2)
2
2045(5.1819220=-??=
=
οο
γ
Ea 作用点距墙底：
m Z H 02.1)93.20.6(3
1
)(310=-=-处，见图b 所示。 （3）被动土压力：
m
KN tg tg K cH K H E p p p /1005)2
2045(6192)22045(65.1821221222=+??++???=+=οο
οογ 墙顶处土压力：KPa K c P p a 345421?==
墙底处土压力为：KPa K c HK P p p b 78.2802=+=γ
总被动土压力作用点位于梯形底重心，距墙底2.32m 处，见图c 所示。
55.5KN/m 2 27.79KN/ m 2 280.78KN/ m 2
(a) (b) (c)
讨论：1、由此例可知，挡土墙底形成、尺寸和填土性质完全相同，但E 0＝166.5 KN/m ，Ea=42.6 KN/m ，即：E 0≈4 Ea ，或04
1
E E a =
。 因此，在挡土墙设计时，尽可能使填土产生主动土压力，以节省挡土墙的尺寸、材料、工程量与投资。
2、a p p a E E m KN E m KN E 23,/1005,/6.42>==。因产生被动土压力时挡土墙位移过大为工程所不许可，通常只利用被动土压力的一部分，其数值已很大。
第四节 库仑土压力理论（1776法国） 一. 方法要点： （一）假设条件：
1. 墙背倾斜，具有倾角α；
2. 墙后填土为砂土，表面倾角为β角；
3. 墙背粗糙有摩擦力，墙与土间的摩擦角为δ，且（φδ<<）
4. 平面滑裂面假设；
当墙面向前或向后移动，使墙后填土达到破坏时，填土将沿两个平面同时下滑或上滑；一个是墙背AB 面，另一个是土体内某一滑动面BC 。设BC 面与水平面成θ角。 5. 刚体滑动假设：
将破坏土楔ABC 视为刚体，不考虑滑动楔体内部的应力和变性条件。 6. 楔体ABC 整体处于极限平衡条件。 见教材P207图6-19。
（二）取滑动楔体ABC 为隔离体进行受力分析
分析可知：作用于楔体ABC 上的力有（1）.土体ABC 的重量W ，（2）下滑时受到墙面AB 给予的支撑反力E （其反方向就是土压力）。（3）BC 面上土体支撑反力R 。 1．根据楔体整体处于极限平衡状态的条件，可得知E 、R 的方向。（见教材P208图6-20） 2．根据楔体应满足静力平衡力三角形闭合的条件，可知E 、R 的大小
3．求极值，找出真正滑裂面，从而得出作用在墙背上的总主动压力Ea 和被动压力Ep 。 二 数解法
（一）无粘性土的主动压力
设挡土墙如教材P208图6-21所示，墙后为无粘性填土。
取土楔ABC 为隔离体，根据静力平衡条件，作用于隔离体ABC 上的力W 、E 、R 组成力的闭合三角形。
根据几何关系可知：
W 与E 之间的夹角αδ?--=0
90 W 与R 之间的交角为φθ-
利用正弦定律可得：
()
[]
?φθ?θ+--=-0180sin )sin(W
E
()()
?φθφθ+--=
sin sin W E （式中：()()()
βθααθβαγγ-?-?-=??=sin cos cos 222con H ABC W ） 由此式可知：（1）若改变θ角，即假定有不同的滑体面BC ，则有不同的W ，E 值；即：
()θf E =；（2）当αθ+=0
90时，即BC 与AB 重合，W ＝0，E ＝0；当φθ=时，R 与W 方
向相反，P ＝0。因此，当θ在α+0
90和φ之间变化时，E 将有一个极大值，令：
0=θ
d dE
，
将求得的θ值代入()()
?φθφθ---=
Sin W E sin 得： Ka H Ea 22
1
γ=
其中：()
()()()()()2
22cos cos 1cos cos cos ?
?
?
???-?+-?+++?-=
βαδαβφδφδαααφSin Sin Ka
Ka —库仑主动土压力系数。
当：0=α，0=δ，0=β时；由：Ka H Ea 22
1
γ=
得出： ??? ?
?
-=
24521022φγtg H Ea 可见：与朗肯总主动土压力公式完全相同，说明当0=α，0=δ，0=β这种条件下，库仑与朗肯理论得结果时一致得。
关于土压力强度沿墙高得分步形式，dz
dEa
Paz =
，即： Ka z Ka z dz d dz dEa Paz ??=??
?
??==
γγ221 可见：Paz 沿墙高成三角形分布，Ea 作用点在距墙底1/3H 处。见教材P209图6-22。
但这种分步形式只表示土压力大小，并不代表实际作用墙背上的土压力方向。而沿墙背面的压强则为αγcos ???Ka z 。
（二）无粘性土的被动土压力
用同样的方法可得出总被动土压力Ep 值为：
p p K rH E 22
1
=
其中：()
()()()()()2
22cos cos sin sin 1cos cos cos ?
?
?
???-?-+?+--?+=
βαδαβ?δ?δααα?p K
p K ——库仑被动土压力系。
被动土压力强度2p P 沿墙也成三角形分布。见教材P216图6-23。
三、图解法
当填土为C ≠0的粘土或填土面不是平面，而是任意折线或曲线形状时，前述库仑公式就不能应用，而用图解法。 （一）、基本方法
设挡土墙及其填土条件如图（见教材P217图6-25）。
在墙后填土中任选一与水平面夹角为1θ的滑裂面AC 1，则可求出土楔ABC 1，重量W 1
的大小和方向，以及反力E 1及R 1的方向，从而绘制闭合的力三角形，并进而求出E 1的大小。然后再任选多个不同的滑裂面AC 2，AC 3，AC 4…Acn ，同理绘出各个闭合的力三角形，
并得出相应的E 2，E 3…En 值。
将这些力三角形的顶点连成曲线m 1m 2，作m 1m 2的竖起切线（平行W 方向），得到切点m ，自m 点作E 方向的平等线交OW 线于n 点，则mn 所代表的E 值为诸多E 值中的最大值，即为E a 值。
关于E a 作用点的位置：
上述图解法不能确定。为此，太沙基（1943）建议：在得出滑裂面AC a 后，再找出滑裂体ABC a 的重心0，过0点作AC a 的平行线交墙背于0’点，则0’点即为Ea 作用点。见教材P217图6-25c 。 （二）库尔曼图解法
库氏图解法是对上述基本方法的一种改进与简化。他把上述闭合三角形的顶点直接放在墙根A 处，并使入逆时针方向旋转90度+?角度，使得适量R 的方向与所假定的滑裂面相一致。（见教材P218图6-26） （三）粘性填土的土压力
库仑土压力理论原来只适用于无粘性土，对粘性土可用图解法求解，但要考虑土体破坏面上及墙背与填土之间的凝聚力。在填土上部Z 0深度范围内可能产生受拉裂缝，Z 0值可由
朗肯公式确定???
?
??=
a K r c
Z 20，在Z 0范围内的破坏面和墙背上的0=αδ、，如图（见教材P218图6-27a ）。
假定破裂面为ADC 时，作用在滑动楔体上的力有： 1．土体重W ；
2．沿墙背面上的凝聚力F A c c w ?=，其中w c 为墙背与填土间的单位凝聚力其值小于或等于填土的凝聚力；
3．破裂面上的反力R ；
4．破裂面上的凝聚力D A c c ?=，c 为填土的单位凝聚力； 5．墙背上的反力E 。
以上诸力的方向是已知的，其中c w 和c 的大小也已知，由平衡矢量多边形可得E 的值，（见教材P218图6-27b ）。
重复试算一系列破裂面，得到E 的最大值，即为待求的主动土压力a E 。
第五节 朗肯理论与库伦理论的比较
朗肯和库仑两种土压力理论都是研究压力问题的简化方法，两者存在着异同。 一 分析方法的异同
1.相同点：朗肯与库仑土压力理论均属于极限状态，计算出的土压力都是墙后土体处于极限平衡状态下的主动与被动土压力Ea 和Ep 。
2.不同点：（1）研究出发点不同：朗肯理论是从研究土中一点的极限平衡应力状态出发，首先求出的是Pa 或Pp 及其分布形式，然后计算Ea 或Ep —极限应力法。
库仑理论则是根据墙背和滑裂面之间的土楔，整体处于极限平衡状态，用静力平衡条件，首先求出Ea 或Ep,需要时再计算出Pa 或Pp 及其分布形式—滑动楔体法。 （2）研究途径不同
朗肯理论再理论上比较严密，但应用不广，只能得到简单边界条件的解答。
库仑理论时一种简化理论，但能适用于较为复杂的各种实际边界条件应用广。 二 适用范围
（一）坦墙的土压力计算 1. 什么是坦墙
当墙面粗糙度较大时，φδ<<（因为库仑前述假设两个破坏面的条件为φδ<<）不能满足，或δφ≈时，就有可能出现两种情况：一种是若墙背较陡，即倾角α较小，则满足库仑假设，产生两个滑裂面，另一个是土中某一平面。
另一种情况是：如果墙背较平缓，即倾角α较大，则墙后土体破坏时滑动土楔可能不再沿墙背滑动，而是沿下图所示的BC 和BD 面滑动，两个面将均发生在土中。（见教材P220图6-28。）
称BD 为第一滑裂面，称BC 为第二滑裂面，工程上把出现滑裂面的挡土墙定义为坦墙。 这时，土体BCD 处于极限平衡状态，而土体ABC 则尚未达到极限平衡状态，将随墙一起位移。
对于坦墙，库仑公式只能首先求出作用于第二滑裂面BC 上的土压力Ea ’，而作用于墙背AB 面的主动压力Ea 则是Ea ’土体ABC 重力的合力。
判断能否产生第二滑裂面的公式：
当?
??><时，产生第二滑裂面时，不能产生er er αααα 注：α—墙背倾角，er α—临界倾斜角。
研究表明：()βφδα..f er = 当φδ=时，φ
β
β
φ
αsin sin sin 2122
4510
--+
-
=er 当填土面水平（φδ=）即0=β时，则：2
450
φ
α-=er 。
2. 坦墙土压力计算方法
对于填土面为平面的坦墙（er αα>），朗肯与库仑两种土压力理论均可应用。 对于φδβ==,0的坦墙（见教材P220图6-29）。 （1）库仑理论计算：
根据：2
450
φ
α-
=er ，
则墙后的两滑裂面过墙根c 点且，CB 与CB ’面对称于CD 面，∠BCD=∠B ’CD=2
450
φ
-
根据库仑理论，可求出作用在BC 面（第二滑裂面上的土压力E ’a 的大小和方向（与BC 面的法线呈φ角）。
作用于墙面AC 上的土压力Ea 就为土压力'Ea （库）与土体ABC 的重力W 的向量和。
（2）按朗肯理论计算
由于BC ，B ’C 两面对称CD 面；
(完整版)土力学土压力计算.doc
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（E0） 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E0。 2.主动土压力（E a） 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（ E p） 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 E p。 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： E p> E0> E a 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。 实验表明：当墙体离开填土移动时，位移量很小，即发生主动土压力。该位移量对砂土
挡土结构物上的土压力
第八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（E0） 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E0。 2.主动土压力（E A） 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（E P） 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E P。 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： E P >E0> E A 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。 实验表明：当墙体离开填土移动时，位移量很小，即发生主动土压力。该位移量对砂土约0.001h，（h为墙高），对粘性土约0.004h。 当墙体从静止位置被外力推向土体时，只有当位移量大到相当值后，才达到稳定的被动土压力值Ep，该位移量对砂土约需0.05h，粘性土填土约需0.1h，而这样大小的位移量实际上对工程常是不容许的。本章主要介绍曲线上的三个特定点的土压力计算，即E0、Ea和Ep。 三、研究土压力的目的
第八章 土压力与挡土墙
第八章土压力与挡土墙 主要内容 ?第一节概述 ?第二节静止土压力计算 ?第三节朗肯土压力理论 ?第四节库伦土压力理论 ?第五节挡土墙设计
第一节概述 土压力（earth pressure）:土对挡土墙的侧向压力。 一、土压力分类 1、依据 ⑴挡土墙的位移：平移和转动 ⑵墙后填土的应力状态 2、分类 ⑴静止土压力E 0（earth pressure at rest）：挡土墙位 移为0时的土压力。 ⑵主动土压力E a （active earth pressure）：挡土墙离开土体位移，且墙后填土的应力达到极限平衡状态，此时的土压力称为主动土压力。
第一节概述 ⑶被动土压力E p （passive earth pressure ）：挡土墙向土体方向位移，且墙后填土的应力达到极限平衡状态，此时的土压力称为被动土压力。 二、土压力与挡土墙位移的关系 若挡土墙的位移以墙挤压填土为正，离开填土为负，则土压力与挡土墙位移的关系可用图示曲线表示。可见，在土压力中，主 动土压力最小，被动土压力最 大。静止土压力、主动土压力 和被动土压力三者的关系为 p a E E E <<0
任意深度z 处竖向自重应力为γz ，则该点的静止土压力强度为 z K p γ00=μ μ-=10K ?' -=sin 1式中 γ：墙后填土的重度，kN/m 3； z ：计算点到墙顶的距离，m ； K 0：静止土压力系数。 ?'：土的有效内摩擦角。
静止土压力沿墙高为三角形分布，取单位墙长计算，作用于墙上的静止土压力为静止土压力分布图形的面积。 0202 1K H E γ=
挡土结构作业
挡土结构作业 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
挡土结构与基坑工程作业 姓名：王政康 学号：1251011 任课老师：廖少明 1.基坑围护结构的形式有哪几种其各自的适用条件如何 2. 1.1 放坡开挖 适用于周围场地开阔，周围无重要建筑物，只要求稳定，位移控制五严格要求，价钱最便宜，回填土方较大。 1.2 深层搅拌水泥土围护墙 施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微，在闹市区内施工更显出优越性。但厚度较大，只有在红线位置和周围环境允许时才能采用，而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。 1.3 高压旋喷桩 对于地下水流速过大的地层，无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质，由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固，均不宜采用该法。 1.4 槽钢钢板桩 在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施；抗弯能力较弱，多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽 1.5 钢筋混凝土板桩 振动与噪音大，同时沉桩过程中挤土也较为严重，在城市工程中受到一定限制。 1.6 钻孔灌注桩 多用于坑深7～15m 的基坑工程，适用于软粘土质和砂土地区。 1.7 地下连续墙 适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑。 1.8 土钉墙 主要用于土质较好地区，稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好。 1.9 SMW工法 适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用，特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层。 3.基坑围护结构方案的选择需要考虑哪些条件的影响和制约？ 2
（1）荷载的不确定性。（2）土性、材料的不确定性。（3）计算模型的不确定性。（4）气候、地震、爆炸等偶然作用。（5）人为造成的不确定性。（6）工程地质与水文环境。（7）周边地下管线及地下障碍物地铁等。 4.基坑围护结构设计包含哪些内容试分别阐述其在基坑设计中的用途和重要性 5. (1)环境调查/地质分析/基坑安全等级的确定。 ----分析环境条件、初定安全等级 (2)围护结构选型(挡土结构/止水帷幕/支撑体系)。----确定初步方案 (3)围护结构设计计算(围护结构内力变形及稳定性验算)。----方案深化设计 (4)围护结构构件截面/接点设计计算。----方案深化设计 (5)井点降水/土方开挖/环境监测与保护设计。----环境安全性评估 (6)图纸:设计说明，总平面图设计、平剖面设计,截面设计，节点设计，井点降水、土方开挖方案的设计以及监测要求等。----施工图设计 6.基坑围护设计的计算方法的主要要点是什么？ 主要要点有围护结构稳定性验算、围护结构计算、局部及节点验算、基坑周围地面沉降估算。 围护结构计算包括：竖向计算、平面计算、空间计算。 7.作用在围护结构上的荷载如何确定它会受到哪些施工因素的影响 8. 作用在围护结构上的荷载主要有：水压力、土压力、超载、施工荷载、温度荷载、相邻工程等。会受到施工的工况以及施工中的时空效应（强调支撑架设的及时性和挖土工艺的控制）等影响。 9.围护结构的计算为什么要考虑施工过程的影响如何考虑 10. 因为会受到施工过程中时空效应的影响，土层和支撑在未及时支护情况下会发生变形和应力变化。需考虑工况，根据不同的土体开挖和支撑的情况分步进行计算。 11.如何确定围护结构深度及宽度需要采用哪些验算方法 12. 3
土力学土压力计算
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。 实验表明：当墙体离开填土移动时，位移量很小，即发生主动土压力。该位移量对砂
支挡结构设计
西北民族大学土木工程学院（部）期末考试 支挡结构设计复习试卷（卷） 名词解释 1.重力工挡土墙：以挡土墙自身的重力来维持挡土墙的土压力作用下的稳定 2.悬臂式挡土墙：是一种轻型支挡结构，其支挡结构的抗滑抗倾覆主要取决于墙身和抢底板以上填筑土体的重力效应。 3.扶壁式挡土墙：对于悬臂式挡土墙，当其沿墙的纵向变形较大时，可考虑在立壁墙面板后设置扶壁。 4.加筋挡土墙：其工作原理是依靠填料与拉筋间的摩擦力来平衡墙面所曾受的土压力 5.锚杆挡土墙：由墙面板和锚杆组成，墙面板与锚杆连接，并以锚杆为支撑，土压力通过墙面板来平衡 6.锚定板挡土墙：由墙面板、钢拉杆、锚定板组成，钢拉杆与外端墙面板连接，内部与锚定板连接。 7.土钉墙：是由喷射的钢筋混凝土薄墙和加固土体的土钉组成，土钉可由钢筋或钢筋棒钻孔植入，然后压入满浆形成狼牙棒 8.框架预应力锚杆挡土墙：由框架、挡土板、锚杆和墙后土体组成，属于轻型挡土结构，挡土板与一系列间距相等的框架刚性连接而形成框架结构，以保持挡土墙稳定 9.排桩、地下连续墙：属于柔性支护结构，悬臂式排桩适用于浅基坑，地质条件较好和位移要求不严格的基坑支护。 二、简答题 1.按受力形式进行分类 重力式、悬臂式、扶壁式、加筋挡土墙、土钉墙、锚定板挡土墙、框架预应力锚杆挡土墙、锚杆挡土墙、悬臂式排桩、地下连续墙、单支点和多支点排桩 2.挡土墙原理及使用条件 ①重力式挡土墙，依靠自身重力来平衡土压力。适用范围：3-6m小型填方边坡，可用于非饱和土工程支护结构，两侧均侵水条件的风化岩土质边坡 ②悬臂式挡土墙：钢筋混凝土结构，立壁、趾板和踵板组成，断面尺寸较小，受力较好，适用于4-8m高的填方边坡，可防止填方边坡隐性滑动 ③扶壁式：立壁、踵板、扶壁组成，断面较小，适用于6-12m高的填方边坡 ④土钉墙：有钢筋混凝土面板和加固土体的土钉组成，土压力靠土钉来平衡。
《土力学》第八章习题集及详细解答要点
《土力学》第八章习题集及详细解答 -第8章土压力 一、填空题 1. 挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力 称。【同济大学土力学99年试题】 2. 朗肯土压力理论的假定 是、。 3. 人们常说朗肯土压力条件是库仑土压力条件的一个特殊情况，这是因为此 时、 、三者全为零。 4. 库伦土压力理论的基本假定 为、、 。 5. 当墙后填土达到主动朗肯状态时，填土破裂面与水平面的夹角 为。 6. 静止土压力属于平衡状态，而主动土压力及被动土压力 属于平衡状态，它们三者大小顺序 为。 7. 地下室外墙所受到的土压力，通常可视为土压力，拱形桥桥台所受到的一般为土压力，而堤岸挡土墙所受的 是土压力。 8. 朗肯土压力理论的基本出发点是根据半无限土体中各点应力处 于状态，由平衡条件求解土压力。 9. 挡土墙达到主动土压力时所需的位移挡土墙达到被动土压力时所需的位移。 10. 在相同条件下，产生主动土压力所需的墙身位移量Δa与产生被动土压力所需的墙身位移量Δp的大小关系是________________。【三峡大学2006年研究生入学考试试题】 二、选择题 1．在影响挡土墙土压力的诸多因素中，( )是最主要的因素。 (A)挡土墙的高度(B)挡土墙的刚度
(C)挡土墙的位移方向及大小(D)挡土墙填土类型 2. 用朗肯土压力理论计算挡土墙土压力时，适用条件之一是 ( )。 (A)墙后填土干燥(B)墙背粗糙(C)墙背直立 (D)墙背倾斜 3. 当挡土墙后的填土处于被动极限平衡状态时，挡土墙( )。 (A)在外荷载作用下推挤墙背土体(B)被土压力推动而偏离墙背土体 (C)被土体限制而处于原来的位置(D)受外力限制而处于原来的位置 4. 当挡土墙后的填土处于主动极限平衡状态时，挡土墙( )。 (A)在外荷载作用下推挤墙背土体 (B)被土压力推动而偏离墙背土体 (C)被土体限制而处于原来的位置(D)受外力限制而处于原来的位置 5. 设计仅起挡土作用的重力式挡土墙时，土压力一般按( )计算。 (A)主动土压力(B)被动土压力 (C)静止土压力 (D)静水压力 6．设计地下室外墙时，土压力一般按( )计算。 (A)主动土压力(B)被动土压力 (C)静止土压力 (D)静水压力 7. 采用库伦土压力理论计算挡土墙土压力时，基本假设之一是（）。 (A)墙后填土干燥(B)填土为无粘性土(C)墙背直立 (D)墙背光滑 8. 下列指标或系数中，哪一个与库伦主动土压力系数无关？（）。 (A)(B)(C)(D) 9．当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为（）。 (A)主动土压力 (B)被动土压力 (C)静止土压力 10. 当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为（）。 (A)主动土压力(B)被动土压力 (C)静止土压力 11. 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（）。 (A)主动土压力 (B)被动土压力(C)静止土压力 12．在相同条件下，三种土压力之间的大小关系是（）。
(完整版)挡土墙结构算例.doc
4.3 重力式挡土墙 4.3.1 适用条件及设计原则 为防止土体坍滑，路线沿线应设置挡土墙，本例形式为重力式仰斜路肩墙， 具体尺寸如下： 拟采用浆砌片石重力式路肩墙，如上图所示，墙高H=6m( 未计倾斜基底）。 墙后填土容重为19KN / m3，内摩擦角45 ，砌体容重k23KN / m3 4.3.2 构造设计 重力式挡土墙拟定计算图示如下： 图 4.1重力式挡土墙拟定计算示意图 θ 4.3.3 计算方法及步骤 1)按墙高确定的附加荷载强度进行换算： q h0，q插求得q=15KPa 所以 h00.789m 2)土压力计算：
10 , 35 23 , 45 E a 1 H 2 K a 1 H 2 cos 2 2 2 2 cos 2 cos 1 sin sin cos cos 168.966KN E ax E a cos( ) 168.966 cos 10 23 142.504 KN E ay E a sin( ) 168.966 sin 10 23 90.785KN E p 1 H 2K p 1 H 2 cos 2 2 2 2 cos 2 cos 1 sin sin cos cos 37.511KN E px E p cos( ) 37.511 cos 23 10 36.622KN E py E p sin( ) 37.511 sin 23 10 8.119KN 3) 挡土墙截面验算 如设计图，墙顶宽 1.0m 。 ① 计算墙身重及其力臂 Z G ，计算结果如下： S 1 1 6 1 1 6 1.06 1 6 3.18 10.18m 2 2 G S 20 10.18 1 203.6 KN 倾斜基底，土压力对墙趾 O 的力臂为： Z y 2.0m Z x 2 2.12 / 3 2.71m ② 抗滑稳定性 1.1G Q1 E y E x tan 0 Q 2 E p tan 0 1.1G Q1 E y tan 0 Q1 E xQ 2 E p 72.210KN 所以抗滑稳定性满足要求 ③ 抗倾覆稳定性验算：
路基与支挡结构作业及答案
《路基与支挡结构》作业 第一章路基工程概述与路基构造 复习思考题： 1 路基工程包括哪些方面？ 2 什么是路基横断面？基本形式有哪些？ 3 路基本体组成包括哪些？路肩的作用是什么？ 4 在什么条件下路基需作个别设计? 第二章路基基床 一、选择题 1我国Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级铁路基床厚度标准（TB10001-99）分别是：（1）3.0m、2m、1.2m；（2）2.5m、2m、1.2m；（3）2.5m、2m、1.5m；（4）2.5m、1.5m、1.2m。 2下列土中不宜用作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级铁路基床表层填料的是：（1）中砂；（B）砾砂；（3）硬块石；（4）易风化软块石。 3 基床容易发生翻浆冒泥的是：（1）粘性土填土基床；（2）无路拱的全风化砂岩路堑基床；（3）深路堑基床；（4）高路堤基床。 （答案：1（3）2（4）3（1）） 二、简答题 1 如何确定基床表层厚度？ 2 基床填料与压实度要求如何？ 3 常见基床病害有哪些？如何整治？ 第三章路基边坡的稳定分析方法 一、思考题： 1.简述直线破裂法、瑞典圆弧法、瑞典条分法和折线滑动面法的适用条件方法与分析步骤。 2.如何对浸水路基边坡和地震条件下边坡稳定性进行评价？ 二、计算题 根据下图求整个路堑边坡的剩余下滑力，滑动土体的γ=18.0kN/m3，内摩擦角φ=10°，C＝2kN/m2,安全系数K＝1，滑体分块重量： Q1＝122.4kN, L1=5.7m, Q2＝472.9kN, L2=8.0m, Q3＝690.2kN, L3=9.2m, Q4＝688.5kN, L4=9.2m.
第四章一般路基设计、施工与养护 一、选择题： 1.当路堤或路堑的土质为非渗水性土或多雨地区易风化的泥质岩石时, 路基面作成路拱：（1）路拱的形状为三角形或梯形，单线路拱高0.15m，一次修筑的双线路拱高为0.2m。（2）路拱的形状为三角形或梯形，单、双线路拱高都为0.2m。（3）路拱的形状为三角形，单、双线路拱高都为0.15m。(4) 路拱的形状为三角形，单线路拱高0.15m，一次修筑的双线路拱高为0.2m。 2. 无路拱地段的路肩实际高程应比其设计高程：（1）相同；（2）降低；（3）抬高；（4）有时抬高，有时降低。 3.无路拱与有路拱一端的土质路基连接处：（1）应向土质路基方向用渗水土作过渡段，过渡段的长度一般不小于10m，（2）应向土质路基方向用非渗水土作过渡段，过渡段的长度一般不小于10m，（3）应向土质路基方向用非渗水土作过渡段，过渡段的长度一般不大于10m，（4）应向土质路基方向用渗水土作过渡段，过渡段的长度一般不大于10m。 4.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级铁路路堑的路肩宽度在任何情况下不得小于：（1）) 0.8m;（2）0.6m；(3) 0.4m；(4)视铁路等级不同而不同。 5.缓和曲线范围内的路基面宽度：（1）不设置曲线加宽；（2）按圆曲线设置加宽；（3）由圆曲线向直线递增设置加宽；（4）由圆曲线向直线递减设置加宽。 6.路肩标高：（1）以路肩边缘的标高表示；（2）以路肩标高加路拱高表示；（3）以路肩与道床边坡交点标高表示；（4）以路基边坡与地面交点标高表示。 7. 不得用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级铁路基床表层填料的是：（1）角砾土；（2）粘土；（3）中砂；（4）漂石土。 8.当用粗粒土（粘砂、粉砂除外）作路堤填料时，填土质量控制指标应采用：（1）相对密度或地基系数；（2）地基系数；（3）压实系数和地基系数；（4）压实系数和相对密度。 9.最优含水量是指指填土在一定的压实功能下：（1）最易施工的含水量；（2）填土施工许可的最大含水量；（3）产生填土最大密实度的含水量；（4）填土施工许可的最小含水量。 10.粘性土路堤边坡高18m，其设计边坡可采用：（1）1:1.5；（2）1:1.75；（3）8m 以上用1:1.5，8m以下用1:1.75；（4）按个别设计通过边坡稳定性检算确定。 11.按折线滑动面法检算陡坡路堤稳定性时，当计算某条块所得剩余下滑力为负值时，（1）该负值计入下一条块；（2）不计入下一条块，从下一条块开始往下计算剩余下滑力；（3）该负值乘以安全系数计入下一条块；（4）按一定比例计入下一条块。
土压力答案第8章
答案第8章土压力 一、简答题 1. 静止土压力的墙背填土处于哪一种平衡状态？它与主动、被动土压力状态有何不同？ 2. 挡土墙的位移及变形对土压力有何影响？ 3. 分别指出下列变化对主动土压力和被动土压力各有什么影响？（1）内摩擦角变大；（2）外摩擦角变小；（3）填土面倾角增大；（4）墙背倾斜（俯斜）角减小。 4. 为什么挡土墙墙后要做好排水设施？地下水对挡土墙的稳定性有何影响？ 5. 土压力有哪几种？影响土压力的各种因素中最主要的因素是什么？ 6. 试阐述主动、静止、被动土压力的定义和产生的条件，并比较三者的数值大小。【湖北工业大学2005年招收硕士学位研究生试题、长安大学2005、2006年硕士研究生入学考试试题（A卷）】 7. 库仑土压力理论的基本假定是什么？【长安大学2005、2006、2007年硕士研究生入学考试试题（A卷）】 8. 比较朗肯土压力理论和库仑土压力理论的基本假定及适用条件。 9. 何为重力式挡土墙？ 10. 在哪些实际工程中，会出现主动、静止或被动土压力的计算？试举例说明。【华南理工大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试试卷】 二、填空题 1. 挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力 称。【同济大学土力学99年试题】 2. 朗肯土压力理论的假定 是、。 3. 人们常说朗肯土压力条件是库仑土压力条件的一个特殊情况，这是因为此 时、 、三者全为零。 4. 库伦土压力理论的基本假定 为、、 。 5. 当墙后填土达到主动朗肯状态时，填土破裂面与水平面的夹角 为。
6. 静止土压力属于平衡状态，而主动土压力及被动土压力 属于平衡状态，它们三者大小顺序 为。 7. 地下室外墙所受到的土压力，通常可视为土压力，拱形桥桥台所受到的一般为土压力，而堤岸挡土墙所受的 是土压力。 8. 朗肯土压力理论的基本出发点是根据半无限土体中各点应力处 于状态，由平衡条件求解土压力。 9. 挡土墙达到主动土压力时所需的位移挡土墙达到被动土压力时所需的位移。 10. 在相同条件下，产生主动土压力所需的墙身位移量Δa与产生被动土压力所需的墙身位移量Δp的大小关系是________________。【三峡大学2006年研究生入学考试试题】三、选择题 1．在影响挡土墙土压力的诸多因素中，( )是最主要的因素。 (A)挡土墙的高度(B)挡土墙的刚度 (C)挡土墙的位移方向及大小(D)挡土墙填土类型 2. 用朗肯土压力理论计算挡土墙土压力时，适用条件之一是 ( )。 (A)墙后填土干燥(B)墙背粗糙(C)墙背直立 (D)墙背倾斜 3. 当挡土墙后的填土处于被动极限平衡状态时，挡土墙( )。 (A)在外荷载作用下推挤墙背土体(B)被土压力推动而偏离墙背土体 (C)被土体限制而处于原来的位置(D)受外力限制而处于原来的位置 4. 当挡土墙后的填土处于主动极限平衡状态时，挡土墙( )。 (A)在外荷载作用下推挤墙背土体(B)被土压力推动而偏离墙背土体 (C)被土体限制而处于原来的位置(D)受外力限制而处于原来的位置 5. 设计仅起挡土作用的重力式挡土墙时，土压力一般按( )计算。 (A)主动土压力(B)被动土压力 (C)静止土压力 (D)静水压力 6．设计地下室外墙时，土压力一般按( )计算。 (A)主动土压力(B)被动土压力(C)静止土压力 (D)静水压力 7. 采用库伦土压力理论计算挡土墙土压力时，基本假设之一是（）。
土压力和支挡结构
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)/2 z c φ γ=??- （C ）2tan(45)/2 z c φ γ=??+ 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?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（ ）
挡土结构作业
挡土结构与基坑工程作业 姓名：王政康 学号：1251011 任课老师：廖少明1.基坑围护结构的形式有哪几种？其各自的适用条件如何？ 1.1 放坡开挖 适用于周围场地开阔，周围无重要建筑物，只要求稳定，位移控制五严格要求，价钱最便宜，回填土方较大。 1.2 深层搅拌水泥土围护墙 施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微，在闹市区内施工更显出优越性。但厚度较大，只有在红线位置和周围环境允许时才能采用，而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。 1.3 高压旋喷桩 对于地下水流速过大的地层，无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质，由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固，均不宜采用该法。 1.4 槽钢钢板桩 在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施；抗弯能力较弱，多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽 1.5 钢筋混凝土板桩 振动与噪音大，同时沉桩过程中挤土也较为严重，在城市工程中受到一定限制。 1.6 钻孔灌注桩 多用于坑深7～15m 的基坑工程，适用于软粘土质和砂土地区。 1.7 地下连续墙 适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑。 1.8 土钉墙 主要用于土质较好地区，稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好。 1.9 SMW工法 适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用，特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层。 2.基坑围护结构方案的选择需要考虑哪些条件的影响和制约？ （1）荷载的不确定性。（2）土性、材料的不确定性。（3）计算模型的不确定性。（4）气候、地震、爆炸等偶然作用。（5）人为造成的不确定性。（6）工程地质与水文环境。（7）周边地下管线及地下障碍物地铁等。
挡土墙类型与构造
§4 挡土墙类型与构造 一、基本概念 什么是挡土墙 挡土墙用途与目的 挡土墙各部分名称 挡土墙：用来支撑天然或人工斜坡土体（路基填土或山坡土体）不致坍塌以保持土体稳定性，或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。 挡土墙的用途与目的 由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。 用途目的 1用于陡坡路段，坍、滑路段防止土体坍塌、滑动，稳定路基或山坡2用于沿河浸水路段保护并稳定边坡，降低填方对水流的影响3用于高填深挖或大填大挖路段减少填挖方量、降低边坡高度 4用于建筑条件受限路段解决用地受限、生态或文物古迹保护问题挡土墙各部分名称 二、挡土墙类型及适用范围
按刚度及位移方式：刚性挡土墙，柔性挡土墙 按用途和使用场合（路基横断面位置）：路堑挡土墙，山坡挡土墙，路肩挡土墙，路堤挡土墙 按支挡原理和结构特点 重力式挡土墙衡重式挡土墙半重力式挡土墙 悬臂式挡土墙扶壁式挡土墙 加筋土挡土墙锚杆挡土墙
锚定板挡土墙柱板式挡土墙柱板式挡土墙 垛式挡土墙竖向预应力锚杆挡土墙土钉式挡土墙 重力式挡土墙 特点：依靠墙身自重抵御土压力；形式简单，取材容易，施工简便。 适用范围：石料丰富（或用水泥混凝土）；地基良好 衡重式挡土墙 ?特点 –利用衡重台上填土的重量和全墙重心的后移，增加墙身稳定，节约断面尺寸； –墙面陡直，下墙墙背仰斜，可降低墙高，减少基础开挖。 ?适用范围：山区、地面横坡陡峻的路肩墙，也可用于路堑墙(兼有拦挡坠石作用)或路堤墙 半重力式挡土墙 特点 在墙背加入少量钢筋，以减薄墙身，节省圬工 墙趾较宽，以保证基底宽度，必要时，在墙趾处设少量钢筋
路基及支挡结构复习试题及参考答案
中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案 路基与支挡结构 一、填空题 1.路基工程包括。 2.正线路拱的形状为，单线路拱高为。 3.基床的含义是。 4.常见基床病害有。 5.路肩的作用是。 6.路堤极限高度的含义是。 7.路基防护包括。 8.常见地表排水设备有。 9.产生第二破裂面条件是。 10.浸水路堤的含义是。 11.击实曲线的含义是。 12.路基冲刷防护类型包括。 13.路堑边坡设计方法主要有。 14.根据挡土墙墙背的倾斜方向，挡土墙可分为。 15.重力式挡土墙设置伸缩缝的作用是。 16.三种土压力分别是。 17.增加挡土墙抗滑稳定性措施主要有。 18.增加挡土墙抗倾覆稳定性措施主要有。 19.加筋土挡土墙由三部分组成。 20.拉筋材料性能应符合下列要求即。 21.锚定板挡土墙由组成。 22.卸荷板式挡土墙是。 23.锚杆按地层中锚固方法分为。 24.软土地基次固结沉降的含义是。 25.一般情况下，滑坡推力计算中安全系数值为。 26.膨胀土路堤边坡破坏主要表现为。 27.黄土湿陷性含义是。 28.盐渍土路基主要病害是。 29.多年冻土的含义是。 30.多年冻土地区的不良地质现象有。 二、单选题 1.我国Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级铁路基床厚度标准（TB10001-99）分别是：（1）3.0m、2m、1.2m；（2） 2.5m、2m、1.2m；（3）2.5m、2m、1.5m；（4）2.5m、1.5m、1.2m。 2.下列土中不宜用作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级铁路基床表层填料的是：（1）中砂；（B）砾砂；（3）硬块石；（4）易风化软块石。 3. 基床容易发生翻浆冒泥的是：（1）粘性土填土基床；（2）无路拱的全风化砂岩路堑基床；（3）深路堑基床；（4）高路堤基床。 4.当路堤或路堑的土质为非渗水性土或多雨地区易风化的泥质岩石时, 路基面作成路
挡土结构内力分析
挡土结构内力分析 挡土结构内力分析是基坑工程设计中的重要内容。随着基坑工程的发展和计算技术的进步，挡土结构的内力分析方法从早期的古典分析方法到解析方法再到复杂的数值分析方法也经历了不同的发展阶段。 挡土结构内力分析的古典方法主要包括平衡法、等值梁法、塑性铰法等。平衡法，又称自由端法，适用于底端自由支承的悬臂式挡土结构和单锚式挡土结构。当挡土结构的入土深度不太深时，结构底端可视为非嵌固，即底端自由支承。图6-1 为单锚挡土结构在砂性土中的平衡法的计算简图。为使挡土结构在非嵌固条件下达到极限平衡状态，作用在挡土结构上的锚系力Ra、主动土压力Ea 以及被动土压力Ep 必须平衡。具体计算方法是：利用水平方向合力等于零以及水平力对锚系点的弯矩和等于零，求得挡土结构的入土深度。代入水平力平衡方程即求得锚系点的锚系拉力Ra，进而可求解挡土结构的内力。
等值梁法，又称假想铰法，可以求解多支撑（锚杆）的挡土结构内力。首先假定挡土结构弹性曲线反弯点即假想铰的位置。假想铰的弯矩为零，于是可把挡土结构划分为上下两段，上部为简支梁，下部为一次超静定结构（图6-2），这样即可按照弹性结构的连续梁求解挡土结构的弯矩、剪力和支撑轴力。等值梁法的关键问题是确定假想铰Q 点的位置。通常可假设为土压力为零的那一点或是挡土结构入土面的那点，也可假定Q 点距离入土面深度为y，该y 值可根据地质条件和结构特性确定，一般为（0.1～0.2）倍开挖深度。 塑性铰法，又称Terzaghi 法，该方法假定挡土结构在横撑（除第一道撑）支点和开挖面处形成塑性铰，从而解得挡土结构内力。 挡土结构内力分析的解析方法是通过将挡土结构分成有限个区间，建立弹性微分方程，再根据边界条件和连续条件，求解挡土结构内力和支撑轴力。常见的解析方法主要有山肩帮男法、弹性法和弹塑性法。 山肩帮男法的精确解有如下基本假定： （1）粘土地层中挡土结构为无限长弹性体； （2）开挖面主动侧土压力在开挖面以上为三角形，开挖面以下抵消被动侧的静止土压力后取为矩形； （3）被动侧土的横向反力分为塑性区和弹性区； （4）横撑设置后作为不动支点；
常用支挡结构类型介绍
常用支挡结构类型介绍 （一）重力式挡土墙（图1-1) 1 ．依靠墙身自重承受土侧压力； 2 ．一般用浆砌片石砌筑，在缺乏石料地区或墙身较高时也用混凝土灌注； 3 ．形式简单、取材容易、施工简便； 4 ．适用于一般地区、浸水地区、地震地区等地区的边坡支挡工程，当地基承载力较低时或地质条件较复杂时应适当控制墙高。 （二）衡重式挡土墙（图1-2） 1 ．利用衡重台上的填土重量及墙体自重共同抵抗土压力以增加墙身的稳定性； 2 ．由于墙胸坡陡、下墙背仰斜，在陡坡地区可降低墙高，减少基坑开挖面积； 3 ．主要用于地面横坡较陡的路肩墙和路堤墙，也可用于拦挡落石的路堑墙。 图1-1 图1-2 （三）卸荷板式挡土墙（图1-3) 1 ．在衡重式挡墙的墙背设置一定长度的水平卸荷板，卸荷板上的填料作为墙体重量，而卸荷板又减小了衡重式挡墙下墙的上压力，增加全墙的抗倾覆稳定性； 2 ．地基强度较大地段、墙高大于6m 时，卸荷板式挡土墙与衡重式挡墙比较显示出优越性，铁路系统目前在《铁路路基支挡结构设计规范》中规定本结构使用范围为墙高大于6m 、小于12m 的路肩墙。 （四）托盘式挡土墙（图1-4) l ，在挡墙顶部设置钢筋混凝土的托盘及道碴槽，承受线路上部建筑和列车的重量； 2 ．在山区地面陡峻地带或受既有线建筑物影响横向空间受限制时，设置托盘式挡土墙可降低墙高、缩短横向距离； 3 ．要求挡墙的地基承载力较高。
图1-3 图1-4 （五）悬臂式挡土墙（图1-5) 1 ．采用钢筋混凝土材料、由立臂、墙趾板、墙踵板三部分组成，墙的断面尺寸较小； 2 ．墙高时立臂下部的弯矩较大； 3 ．宜在石料缺乏、地基承载力较低的填方地段使用。 4 ．墙高不宜大于6m、当墙高大于4m 宜在墙面板前加肋。 （六）扶壁式挡土墙（图1-6 ) 1 ．当悬臂式挡墙的立臂较高时沿墙长方向每隔一定距离加一道扶壁把墙面板和墙踵板连接起来，以减小立臂下部的弯矩； 2 ．扶壁式挡墙宜在石料缺乏、地基承载力较低的地段使用，墙高不宜大于10m。装配式的扶壁式挡土墙不宜在不良地质地段或设计地震动峰值加速度为0 . 29 （原八度）及以上地区采用。 图1-5 图1-6 （七）锚杆挡土墙（图1-7) l ．锚杆挡土墙是由钢筋混凝土肋柱、墙面板和锚杆组成，靠锚杆拉力来维持稳定，肋柱、挡板可预制，有时，根据地质和工程的具体情况，也采用无肋柱式锚杆挡土墙； 2 ．锚杆挡土墙适用于一般地区岩质或土质边坡加固工程（铁路支挡规范规定目前仅使用于岩质路堑边坡），可采用单级或多级，在多级墙的上下级之间应设平台。每级墙高不宜大于
土力学第八章习题集及详细解答
《土力学》第八章习题集及详细解答 8章土压力-第一、填空题 1. 挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力称。【同济大学土力学99年试题】 2. 朗肯土压力理论的假定是、。 3. 人们常说朗肯土压力条件是库仑土压力条件的一个特殊情况，这是因为此时、 、三者全为零。 4. 库伦土压力理论的基本假定为、、 。 5. 当墙后填土达到主动朗肯状态时，填土破裂面与水平面的夹角为。 及被动土压力平衡状态，而主动土压力 6. 静止土压力属于 属于平衡状态，它们三者大小顺序 为。 7. 地下室外墙所受到的土压力，通常可视为土压力，拱形桥桥台所 受到的一般为土压力，而堤岸挡土墙所受的 是土压力。 8. 朗肯土压力理论的基本出发点是根据半无限土体中各点应力处于状态，由 平衡条件求解土压力。 9. 挡土墙达到主动土压力时所需的位移挡土墙达到被动土压力时所需的 位移。 10. 在相同条件下，产生主动土压力所需的墙身位移量Δa与产生被动土压力所需的墙身位移量Δp的大小关系是________________。【三峡大学2006年研究生入学考试试题】 二、选择题 1．在影响挡土墙土压力的诸多因素中，( )是最主要的因素。 挡土墙的刚度(B) 挡土墙的高度(A) (C)挡土墙的位移方向及大小 (D)挡土墙填土类型 2. 用朗肯土压力理论计算挡土墙土压力时，适用条件之一是 ( )。 (A)墙后填土干燥 (B)墙背粗糙 (C)墙背直立 (D)墙背倾斜
3. 当挡土墙后的填土处于被动极限平衡状态时，挡土墙( )。 (A)在外荷载作用下推挤墙背土体 (B)被土压力推动而偏离墙背土体 (C)被土体限制而处于原来的位置 (D)受外力限制而处于原来的位置 4. 当挡土墙后的填土处于主动极限平衡状态时，挡土墙( )。 (A)在外荷载作用下推挤墙背土体 (B)被土压力推动而偏离墙背土体 (C)被土体限制而处于原来的位置 (D)受外力限制而处于原来的位置 5. 设计仅起挡土作用的重力式挡土墙时，土压力一般按( )计算。 (A)主动土压力 (B)被动土压力 (C)静止土压力 (D)静水压力 6．设计地下室外墙时，土压力一般按( )计算。 (A)主动土压力 (B)被动土压力 (C)静止土压力 (D)静水压力 7. 采用库伦土压力理论计算挡土墙土压力时，基本假设之一是（）。 (A)墙后填土干燥 (B)填土为无粘性土 (C)墙背直立 (D)墙背光滑 8. 下列指标或系数中，哪一个与库伦主动土压力系数无关？（）。 (C) (A) (B) (D) 当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为． 9）。（静止土压 (C) 被动土压力主动土压力(A) (B) 力当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为10. ）。（ 静止土压 (C) 被动土压力 (B) 主动土压力(A)力 11. 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（）。 静止土压主动土压力(A) (B) (C) 被动土压力力）。在相同条件下，三种土压力之间的大小关系是（．12． (B) (A) (D) (C) 13. 产生三种土压力所需的挡土墙位移值，最大的是（）。 (A)产生主动土压力所需的位移值 (B)产生静止土压力所需的位移值 (C)产生被动土压力所需的位移值 14. 按朗肯土压力理论计算挡土墙的主动土压力时，墙背是何种应力平面？（）。 (A)大主应力作用面 (B)小主应力作用面 (C)滑动面 (D)与大主应力作用045角面呈）。15. 对墙背粗糙的挡土墙，按朗肯理论计算的主动土压力将（ (C)基本相同 (A)偏大 (B)偏小）。当墙后填土处于主动朗肯状态时，滑动面与水平面的夹角为（ 16. (D) (C) (A) (B) ）。17. 在粘性土中挖土，最大直立高度为（ (B) (A)(C) 18. 库伦土压力理论通常适用于（）。 (A)粘性土 (B)无粘性土 (C)各类土 19. 按朗肯土压力理论计算挡土墙背面上的被动土压力时，墙背是何种应力平面？( )
支挡结构
第1章概述 1. 理解主要支挡结构形式的特点和适用范围（表1.1）P2-8 2. 掌握支挡结构设计的基本原则 支挡结构够设计基本原则：1.支挡结构必须保证安全正常使用，因此满足以下条件：a.支挡结构不能滑移.b.支挡结构不能倾覆.c.支挡结构要有足够的强度.d.支挡结构要有足够的刚度.e.支挡结构的基础要满足地基承载力的要求.2.根据工程要求及地形地质条件,确定支挡结构的类型及各构件的截面尺寸\水平面布置和高度.3.在满足规范规定同时,尽量使支挡结构与环境协调,减少对环境的破坏.4.为保证结构的耐久性,应对永久性支挡结构进行耐久性设计,并在设计中对使用过程中的维修给出相应的措施.5.要满足支挡结构设计的施工要求 3. 知道支挡结构设计的整个流程 ㈠准备工作⑴了解工程背景⑵取得工程设计原始资料:工程地质条件；支挡结构的使用环境和抗震设防烈度；气象条件；其他技术条件⑶收集设计参考资料⑷制定工作计划 ㈡确定支挡结构方案：方案确定主要考虑以下方面：⑴支挡结构方案与布置：⑵细部构造方案与布置：⑶基础方案与布置：⑷支挡结构的主要构造措施及特殊部位的处理。 ㈢支挡结构的布置和结构计算简图的确定 ㈣支挡结构分析与设计计算：⑴支挡结构的荷载⑵支挡结构的承载能力和稳定性计算⑶构造设计 第2章挡土墙的土压力计算 掌握常见土压力的分类、 静止土压力、主动土压力和被动土压力三种 影响因素：土的物理因素、力学因素，土和结构的相对位移、绝对位移、变形，地下水等的因素的影响 第3章重力式挡土墙 1. 理解重力式挡土墙的工作原理及其适用条件。 工作原理：重力式挡土墙依靠墙身自重抵抗土压力来维持其稳定。 重力式挡土墙：适用于一般地区、浸水地区、地震地区和特殊岩土地区的路肩、路堤和路堑等支挡工程。路肩、路堤和土质路堑重力式挡土墙高度不宜超过10m，石质路堑重力式挡土墙高度不宜超过12m。重力式挡土墙墙身材料应采用片石混凝土或混凝土，不得采用浆砌片石。 设计过程:1.根据支挡环境的需要拟定墙高及相应的墙体结构尺寸,在墙体的延伸方向一般取一延长米计算.2.根据拟定的墙体结构尺寸,确定结构荷载(墙体自重,土压力,填土重力)，由此进行墙体的抗滑，抗倾覆稳定性验算.3.地基承载力验算,确认底板尺寸是否满足要求.4.圬工砌体的强度验算与墙体结构设计. 2. 理解增加重力式挡土墙抗倾覆稳定性的方法 1展宽墙趾，2改变墙面及墙背坡度，3改变墙身断面类型 3. 理解衡重式挡土墙的工作原理及其适用条件。 工作原理：通过挡土墙后卸载平台来减少土压力和增加稳定力矩 适用条件：1.适用于3-6m高的小型挖填方边坡，可防止小型隐性边坡滑动2.可用于非饱和土工程支挡结构和两侧均匀浸水条件时的风化岩石和土质边坡支挡第4章悬臂式挡土墙 1. 理解悬臂式挡土墙的工作原理、主要特点及其适用条件