土压力理论及计算

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。应力分

析法可以通过应力平衡和土体的体积变化来计算土压力。界限平衡法可以

通过土体受力平衡和土压力的边界条件来计算土压力。

总之，了解土压力的理论和计算方法对于土木工程师来说非常重要。

正确计算土压力可以确保土木工程的安全和稳定。在实际工程中，需要根

据具体情况选择合适的计算方法，并考虑土体的类型、结构物的特点和荷

载的作用方式等因素。

土压力计算

土压力理论主要研究挡土结构（挡土墙、桥台、码头板桩墙、基坑护壁墙等）所受土体侧压力的大小和分布规律。在土与结构的相互作用下，挡土结构所受侧压力的总值，随着结构与土相对位移的方向和位移量而变化，侧压力的分布图形则随着结构的柔性变形和施工程序的不同而变化。因此，土压力必须针对各种挡土结构的不同特性而采用不同的计算方法（见路基挡土结构）。 经典的土压力解析方法远自 C.-A.de库仑于1776年和W.J.M.兰金于1857年开始，基于以刚塑性模型为前提的极限平衡理论，至今仍广泛应用。20世纪60年代以后，随着计算机和数值分析方法的发展，对土压力进行的分析探讨逐渐采用非线性模型和弹塑性模型，并考虑土与结构的共同作用，但至今仍处于研究阶段。 静止、主动和被动土压力天然土层中的竖直压应力等于其上覆地层的有效压应力σz，式中σv为任何一点的竖直压应力；γ为容重；z为该点距地面的深度。土层内部v＝γ 在未受任何干扰时的水平压应力称为静止土压力σ0。静止土压力与竖直压应力的比值称为静止土压力系数K0＝σ0/σv。正常固结土层的K0小于1,在砂土层中K0≈0.4，在粘土中K0介于0.4至0.8之间，在正常压密土层中可以用K0＝1－sin嗞′(嗞′为土的有效内摩擦角)作为经验估算式。但在超固结土层和用机械压实的填土层中，静止土压力系数可能大于1，甚至达到2以上，须另作具体的试验研究。 如果土层表面为水平的，挡土结构的背面垂直光滑并向离开土体的方向移动，则土与结构之间的侧压力逐渐减小。当侧压力减至极限平衡状态时，土体开始剪裂，此时的侧压力为最小值，称为主动土压力σa。与此相反，如果挡土结构向土体推挤，则土与结构之间的侧压力逐渐增大。当侧压力增至极限平衡状态时，土体亦开始剪裂，此时的侧压力为最大值，称为被动土压力σp。 对于土中任一点的应力状态，其主动土压力、被动土压力和极限平衡条件的公式如下：主动土压力 (1) 被动土压力 (2) 极限平衡条件 (3) 式中σ1、σ3分别为最大和最小主应力；с、嗞分别为土的粘聚力和内摩擦角。公式(1)和(2)称为兰金应力状态的土应力。 刚性挡土墙的土压力用库仑土压理论计算。若墙背AB在土压力作用下向左方移动，则墙后产生滑动土楔体ABC,此时墙背受主动土压力E A的作用,如图1a。如果墙背向右推动，从而使墙后土体产生被动土压裂面,这个推力称被动土压力E P,如图1b。实际裂面是曲线形状的，但为了简化计算起见，库仑假设滑裂面BC为直线，从而推导求得刚性挡土墙的土压力计算公式如下：

土主动被动土压力概念及计算公式

主动土压力 挡土墙向前移离填土，随着墙的位移量的逐渐增大，土体作用于墙上的土压力逐渐减小，当墙后土体达到主动极限平衡状态并出现滑动面时，这时作用于墙上的土压力减至最小，称为主动土压力P a 。 被动土压力 挡土墙在外力作用下移向填土，随着墙位移量的逐渐增大，土体作用于墙上的土压力逐渐增大，当墙后土体达到被动极限平衡状态并出现滑动面时，这时作用于墙上的土压力增至最大，称为被动土压力P p 。上述三种土压力的移动情况和它们在相同条件下的数值比较，可用图6-2来表示。由图可知P p ＞P o ＞P a 。 朗肯基本理论 朗肯土压力理论是英国学者朗肯（Rankin ）1857年根据均质的半无限土体的应力状态和土处于极限平衡状态的应力条件提出的。在其理论推导中,首先作出以下基本假定。 (1)挡土墙是刚性的墙背垂直； (2)挡土墙的墙后填土表面水平； (3)挡土墙的墙背光滑，不考虑墙背与填土之间的摩擦力。 把土体当作半无限空间的弹性体，而墙背可假想为半无限土体内部的铅直平面，根据土体处于极限平衡状态的条件，求出挡土墙上的土压力。 如果挡土墙向填土方向移动压缩土体，σz 仍保持不变，但σx 将不断增大并超过σz 值，当土墙挤压土体使σx 增大到使土体达到被动极限平衡状态时，如图6-4的应力园O 3，σz 变为小主应力，σx 变为大主应力，即为朗肯被动土压力(p p )。土体中产生的两组破裂面与水平面的夹角为2 45?- ?。 朗肯主动土压力的计算 根据土的极限平衡条件方程式 σ1=σ3tg 2 (45°+2?)+2c ·tg(45°+2?) σ3=σ1tg 2(45°- ?)-2c ·tg(45°-?)

土压力理论及计算

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。应力分 析法可以通过应力平衡和土体的体积变化来计算土压力。界限平衡法可以 通过土体受力平衡和土压力的边界条件来计算土压力。 总之，了解土压力的理论和计算方法对于土木工程师来说非常重要。 正确计算土压力可以确保土木工程的安全和稳定。在实际工程中，需要根 据具体情况选择合适的计算方法，并考虑土体的类型、结构物的特点和荷 载的作用方式等因素。

土压力的计算理论分析

土压力的计算理论 一、静止土压力、主动土压力与被动土压力的概念 1、静止土压力 当建筑在坚实地基上的挡土墙具有足够大的断面，墙在墙后土体的推力作用下，不产生任何位移和变形，即挡土墙绝对不动时，墙后土体因墙背的作用而牌弹性平衡状态。此时，作用于墙背上的土压力就是静止土压力。 2、主动土压力 当挡土墙在土压力作用下产生向着离开填土方向的移动或绕墙根的转动时，墙后土体因侧面所受限制的放松而有下滑趋势。为阻止其下滑，土内潜在滑动面上剪应力(向上)增加，从而使作用在墙背上的土压力减小。当墙的移动或转动达到某一数量时，滑动面上的剪应力等于土的抗剪强度，墙后土体达到主动极限平衡状态，这时作用在墙上的土推力达到最小值，称为主动土压力 E。 a 注：关于主动土压力“最小、最大”问题。在主动土压力的概念中，当墙的移动或转动达到某一数量时，滑动面上的剪应力等于土的抗剪强度，当墙后土体达到主动极限平衡状态时，墙后土体的抗剪强度已充分发挥，作用在墙上的土推力达到最小值，这个最小值称为主动土压力(最小值只是一个概念、一个土压力变化过程的最小，而不是指具体数值，是相对静止土压力、被动土压力而言)； 为了求这个主动土压力的大小，需要求得墙后土体的最危险破裂面的方向，即需求在墙后所有有可能的破裂面中，有可能产生的对挡土墙压力最大的一组破裂面，这时所需求的最大土压力指的是数值，需要求在所有可能的斜面中所可能产生的最大土压力的破裂面的方位，而这个最大土压力的值即为主动土压力的值(这里的最大指的是数值，主动土压力的数值)。

3、被动土压力 当墙在外力作用下产生向着填土方向移动或转动时(例如拱桥桥台)，墙后土体受到挤压，有上滑趋势。为阻止其上滑，土内剪应力反向增加，使得作用在墙背上的土压力加大。直到墙的移动量足够大时，滑动面上的剪应力(向下)又等于土的抗剪强度，墙后土体达到被动极限平衡状态，土体发生向上滑动，这时作用在墙上的土抗力达到最大值，称为被动土压力p E 。 二、静止土压力——0E 静止土压力可根据半无限弹性体的应力状态求解。在土体表面以下任意深度z 处M 点取一单元体，作用在该单元体上的力有两个： 1、竖直方向上的自重应力z σ z z σγ= 2、侧向压应力，是由于挡土墙约束了土体的侧向变形，所以土体会对挡土墙有一个侧向压应力，这就是静止土压力。 侧向压应力的求解如下： 设1z σσ=、230E σσ==，由材料力学中的广义胡克定律： ()()()112322133312111E E E εσνσσεσνσσεσνσσ? =-+?????? ?=-+?????? ?=-+?????? (1) 由于挡土墙的侧限作用，230εε==，又有23σσ=，将两式代入(1)式有 23111z ν ν σσσγν ν == = -- 因此，在半无限弹性体在无侧移的条件下，静止土压力为 00p K z γ= (2)

土压力计算方法

第五章土压力计算 本章主要介绍土压力的形成过程,土压力的影响因素；朗肯土压力理论、库仑土压力理论、土压力计算的规范方法及常见情况的土压力计算；简要介绍重力式挡土墙的设计计算方法; 学习本章的目的：能根据实际工程中支挡结构的形式,土层分布特点,土层上的荷载分布情况,地下水情况等计算出作用在支挡结构上的土压力、水压力及总压力; 第一节土压力的类型 土体作用在挡土墙上的压力称为土压力; 一、土压力的分类 作用在挡土结构上的土压力,按挡土结构的位移方向、大小及土体所处的三种平衡状态,可分为静止土压力E o,主动土压力E a和被动土压力E p三种; 1．静止土压力 挡土墙静止不动时,土体由于墙的侧限作用而处于弹性平衡状态,此时墙后土体作用在墙背上的土压力称为静止土压力; 2．主动土压力 挡土墙在墙后土体的推力作用下,向前移动,墙后土体随之向前移动;土体内阻止移动的强度发挥作用,使作用在墙背上的土压力减小;当墙向前位移达主动极限平衡状态时,墙背上作用的土压力减至最小;此时作用在墙背上的最小土压力称为主动土压力; 3．被动土压力 挡土墙在较大的外力作用下,向后移动推向填土,则填土受墙的挤压,使作用在墙背上的土压力增大,当墙向后移动达到被动极限平衡状态时,墙背上作用的土压力增至最大;此时作用在墙背上的最大土压力称为被动土压力; 大部分情况下作用在挡土墙上的土压力值均介于上述三种状态下的土压力值之间; 二、影响土压力的因素 1．挡土墙的位移 挡土墙的位移或转动方向和位移量的 大小,是影响土压力大小的最主要的因素,产 生被动土压力的位移量大于产生主动土压 力的位移量; 2．挡土墙的形状 挡土墙剖面形状,包括墙背为竖直或是 倾斜,墙背为光滑或粗糙,不同的情况,土压力的计算公式不同,计算结果也不一样; 3．填土的性质 挡土墙后填土的性质,包括填土的松密程度,即重度、干湿程度等；土的强度指标内摩擦角和粘聚力的大小；以及填土的形状水平、上斜或下斜等,都将影响土压力的大小; 第二节静止土压力的计算

朗肯土压力3个公式

朗肯土压力3个公式 朗肯土压力公式是土压力理论中的一种计算公式，用于计算土体在受压状态下的水平和垂直方向上的土压力大小。下面将介绍三个与朗肯土压力公式相关的公式。 一、朗肯土压力公式 朗肯土压力公式是在假设土体为塑性流体的基础上推导出来的，其表达式为： P = KσH 其中，P为土压力，K为土的压力系数，σ为土的有效应力，H为土的高度。 朗肯土压力公式是土力学中常用的一个公式，适用于均匀土层和水平地面。 二、朗肯土压力公式的推导 朗肯土压力公式的推导基于土体的弹塑性特性，假设土体是塑性流体。根据土体的应变关系，可以得到土体的应力关系。在水平方向上，土体的应力是均匀的，即σh = σ。在垂直方向上，土体的应力随深度变化，根据土压力平衡条件可以得到下面的公式： σv = Kσ 其中，K为土的压力系数，表示土的抗压性能。 根据土体的单轴压缩试验可以确定土的压力系数K的值。常见的土

的压力系数K的取值范围为0.3-0.6。 三、朗肯土压力公式的应用 朗肯土压力公式广泛应用于土木工程、地基工程和岩土工程中的土压力计算。在设计土木结构时，需要考虑土体对结构的水平和垂直方向上的压力，以确定结构的稳定性和安全性。 在地基工程中，朗肯土压力公式可以用于计算土的侧压力，以确定地基的稳定性和抗震性能。在岩土工程中，朗肯土压力公式可以用于计算土体对边坡、挡墙和隧道等结构的作用力，以确定结构的稳定性和安全性。 总结： 朗肯土压力公式是土力学中常用的计算公式，用于计算土体在受压状态下的水平和垂直方向上的土压力大小。通过推导和应用朗肯土压力公式，可以确定土的压力系数和计算土压力，从而为土木工程、地基工程和岩土工程的设计和施工提供依据。

土层地下结构水、土压力的计算

第一节 经典土压力理论 浅埋地下结构的竖向土压力计算：土柱理论，即竖向土压力即为结构顶盖上整个土柱的全部重量。 侧向土压力计算的经典理论的主要依据：库伦(Coulomb)理论和朗肯〔Rankine)理论。 计算静止土压力计算一般采用弹性理论，它也可以称为经典理论。 1.1 静止土压力 z K p γ00= （1-1） z c γσ= （1-2） μ μ -= 10K （1-3） 0202 1 K h E γ= （1-4） 式中 γ-土的重度；z -由地表面算起至M 点的深度；0K -静止土压力系数；μ-土的泊松比，其值通常由试验来确定；0E 合力作用点位于距墙踵h /3处。 1.2 库伦土压力理论 a a K h E 221 γ= （1-5） p p K h E 2 21γ= （1-6） 2 222] )sin()sin()sin()sin(1)[(sin sin ) (sin δαβαδϕβϕδααϕα-++-+-+= a K (1-7) 2 222] ) sin()sin()sin()sin(1)[(sin sin ) (sin δαβαδϕβϕδααϕα++++-+-= p K (1-8) 粘性土中等效内摩擦角换算有多种, （1）根据土的抗剪强度相等的原则进行换算为： )(h c tg arctg D γϕϕ+ = (1-9) 还有其他换算方式： （2） 借助朗肯土压力理论进行换算，按朗肯理论同时考虑c 、ϕ 值得到的土压力值要 图1.1 静止土压力计算图式 图1.2 库伦土压力计算图式

和已换算成等效内摩擦角D ϕ后得到的土压力值相等，推算得到等效内摩擦角D ϕ。 （3）采用《建筑地基基础设计规范》计算。 1.3 朗肯土压力理论 z z γσ= （1-10） z K x γσ0= （1-11） a a a K c zK p 2-=γ （1-12） P P P K c zK p 2+=γ （1-13） 式中：)2 45(2 ϕ - =tg K a ，)2 45(2ϕ + =tg K p γ γ2 22221c K ch K h E a a a + -= （1-14） 图1.3 朗肯极限平衡状态

主动土压力系数ka计算公式

主动土压力系数ka计算公式 土压力系数（Ka）是用于计算土体对结构物或地下开挖面的土压力的 一个重要参数。正常情况下，土的应力及其分布是不均匀的，因此需要对 土的性质进行分类，并采用不同的土压力系数进行计算。 在地下工程设计中，常用的土压力系数有主动土压力系数（Ka）和被 动土压力系数（Kp）。主动土压力系数是指当土体受到外界荷载的作用时，土体对结构物或开挖面的主动土压力的大小。被动土压力系数是指结构物 或开挖面对土体施加压力时，土体对结构物或开挖面的被动土压力的大小。 1.裂缝法： 裂缝法是一种常用的计算主动土压力系数的方法。该方法是根据土体 在受到外界荷载作用时产生的裂缝的形态和数目来估算主动土压力系数的 大小。 根据裂缝法计算主动土压力系数的步骤如下： 1）测量土体中裂缝的形态和数目，可以通过实地观察或用数学方法 进行分析； 2）根据裂缝的形态和数目，确定主动土压力系数的数值。 裂缝法的优点是简单实用，可以通过实地观察或数学分析得到主动土 压力系数的大小。缺点是裂缝的形态和数目的测量可能存在一定的误差， 从而影响计算结果的准确性。 2.复杂的弹塑性理论仿真计算方法：

复杂的弹塑性理论仿真计算方法是一种基于力学原理的计算主动土压力系数的方法。该方法通过将土体视为弹性和塑性相结合的材料，利用有限元法或其他相关方法进行计算。 复杂的弹塑性理论仿真计算方法的步骤如下： 1）确定土体的力学性质，包括土体的弹性模量、剪切模数和土体的强度参数等； 2）将土体视为弹性和塑性相结合的材料，建立相应的弹塑性模型； 3）将土体模型进行离散化，将土体划分为若干个单元； 4）利用有限元法或其他相关方法求解土体模型的力学方程； 5）根据求解结果，计算主动土压力系数的大小。 复杂的弹塑性理论仿真计算方法的优点是能够考虑土体的弹性和塑性行为，计算结果较为准确。缺点是计算过程较为复杂，需要较多的计算资源和专业知识。 总结： 主动土压力系数是计算土体对结构物或地下开挖面的土压力的重要参数。主动土压力系数的计算可以通过裂缝法或复杂的弹塑性理论仿真计算方法进行。裂缝法简单实用，适用于一般情况下的主动土压力系数计算；复杂的弹塑性理论仿真计算方法准确性较高，适用于复杂情况下的主动土压力系数计算。根据具体情况，可选择合适的方法进行计算。

几种常见情况下的主动土压力计算

几种常见情况下的主动土压力计算 在土力学中，主动土压力是指土体对于结构物或者地下工程施加的水平方向的力。主动土压力的计算对于结构物的设计和地下工程的施工具有重要意义。以下是几种常见情况下的主动土压力计算方法。 1. Rankine理论 Rankine理论是最常用的土压力计算方法之一，适用于无摩擦或仅有较小摩擦角的土壤。根据Rankine理论，主动土压力的计算公式如下：Ka = (1-sinφ) / (1+sinφ) P=Ka*γ*H^2 其中，Ka为土壤的活动系数，φ为土壤的内摩擦角，γ为土壤的重度，H为土壤的高度。这个理论假设土壤在主动状态下形成一个楔形，压力分布为一个三角形。但是Rankine理论忽略了土壤内部的摩擦力和土壤的非饱和状态。 2. Coulomb理论 Coulomb理论考虑了土壤内部的摩擦力，并将土壤看作是由粘聚力和摩擦力组成的。主动土压力的计算公式如下： Ka = tan^2(45 - φ/2) P=Ka*γ*H^2 其中，φ为土壤的内摩擦角。Coulomb理论适用于存在较大摩擦角的土壤和土壤受较大应力影响的情况。但是这个理论忽略了土壤的非饱和状态和应用于非粘聚土的情况。

3.基坑支护中的主动土压力 在基坑支护中，土壤会对基坑的支护结构施加水平方向的压力。主动 土压力的计算需要考虑支护结构的刚度和支护结构与土壤之间的摩擦力。 主动土压力的计算可以根据斜坡平衡原理进行，即土壤的自重力、支护结 构的阻力和土壤与支护结构之间的摩擦力之间需要达到平衡。主动土压力 的计算公式可以通过不同的支护结构类型和土壤性质进行简化和适应性修改。 4.土堤护坡中的主动土压力 在土堤护坡工程中，土壤会对护坡结构施加水平方向的压力。主动土 压力的计算需要考虑土壤的摩擦力和土壤的内摩擦角。与基坑支护不同的是，对于土堤护坡工程来说，土壤的摩擦力对主动土压力的贡献更为显著。主动土压力的计算可以通过考虑土壤的侧向地层压缩系数和土壤的内摩擦 角来进行。 总结起来，主动土压力的计算需要考虑土壤的性质、土壤与结构物之 间的摩擦力以及土壤的非饱和和应力状态等因素。不同的土压力计算方法 适用于不同的土壤和工程条件。在工程实际中，需要根据具体情况选择合 适的土压力计算方法，并进行相应的修正和适应性修改。

土压力和水压力的计算公式

土压力和水压力的计算公式 土压力和水压力是土木工程中非常重要的概念，它们在工程设计和施工中起着至关重要的作用。土压力是指土壤对建筑物或结构物施加的压力，而水压力是指水对建筑物或结构物施加的压力。在工程设计和施工中，准确计算土压力和水压力是确保工程安全和稳定性的关键步骤。本文将分别介绍土压力和水压力的计算公式，并对其应用进行讨论。 土压力的计算公式。 土压力是由土壤的重量和土壤的侧向压力组成的。在土壤力学中，土压力的计算公式通常使用库楔法或梁法。库楔法是根据土壤的内摩擦角和土壤的重量来计算土压力的方法，其计算公式为： P = 0.5γH²K。 其中，P为土压力，γ为土壤的单位重量，H为土压力作用的深度，K为土壤的土压力系数。在实际工程中，土压力系数K的取值通常根据土壤的性质和工程条件来确定。梁法是根据土壤的重量和土壤的侧向压力来计算土压力的方法，其计算公式为： P = 0.5γH²。 其中，P为土压力，γ为土壤的单位重量，H为土压力作用的深度。梁法适用于土压力作用深度较大的情况，计算结果相对准确。 水压力的计算公式。 水压力是由水的重量和水的静压力组成的。在水利工程和海洋工程中，水压力的计算公式通常使用水的密度和水的深度来计算。水的密度通常取1000kg/m³，水的深度为水面到作用点的垂直距离。水压力的计算公式为：

P = γH。 其中，P为水压力，γ为水的单位重量，H为水压力作用的深度。水压力的计算公式简单直观，适用于各种水压力作用情况。 土压力和水压力的应用。 土压力和水压力在工程设计和施工中有着广泛的应用。在基础工程中，土压力是影响基础稳定性和承载力的重要因素，准确计算土压力可以指导基础的设计和施工。在水利工程和海洋工程中，水压力是影响水体结构物稳定性和安全性的重要因素，准确计算水压力可以指导水体结构物的设计和施工。因此，准确计算土压力和水压力对于工程的安全和稳定性至关重要。 总结。 土压力和水压力是土木工程中非常重要的概念，它们在工程设计和施工中起着至关重要的作用。土压力和水压力的计算公式分别使用库楔法、梁法和水的密度来计算，计算结果可以指导工程的设计和施工。在工程实践中，准确计算土压力和水压力是确保工程安全和稳定性的关键步骤。希望本文的介绍可以帮助读者更好地理解土压力和水压力的计算方法和应用。

土压力计算方法范文

土压力计算方法范文 土压力是指土体对其中一受力体的压力。在土力学中，计算土压力是 非常重要的，可以应用于土体力学、支护结构的设计等方面。土压力的计 算方法主要有以下几种：Coulomb土压力理论、Rankine土压力理论、扩 展库仑土压力理论、排孔土压力理论等。 1. Coulomb土压力理论：Coulomb土压力理论是最早提出的土压力理 论之一、该理论假设土体受力状态为塑性，土体内摩擦角为常数，无内聚力。根据该理论，计算土压力的公式为： 土压力 = (Ka - Kp) * γ * H * cos²α 其中，Ka为土体内摩擦角的正切值，α为受力体与水平面的夹角， γ为土体的单位重量，H为土体的高度。 Coulomb土压力理论可以用于计算土体对静止的受力体的压力。 2. Rankine土压力理论：Rankine土压力理论是一种经验的土压力理论，也称为裂隙法。该理论假设土体具有内聚力，根据土体的强度参数计 算土压力。根据该理论，计算土压力的公式为： 土压力 = (K0 - Ke) * γ * H + 2 * Ke * γ * H * tanα 其中，K0为土体侧压力系数，Ke为土体内聚力系数，γ为土体的单 位重量，H为土体的高度，α为受力体与水平面的夹角。 Rankine土压力理论可以用于计算土体对正在运动中的受力体的压力。 3. 扩展库仑土压力理论：扩展库仑土压力理论是对Coulomb土压力 理论的改进，考虑了土体的内聚力。该理论主要是通过考虑土体的摩擦力 和内聚力来计算土压力。计算土压力的公式为：

土压力= Ke * γ * H * cos²α 其中，Ke为土体内聚力系数，γ为土体的单位重量，H为土体的高度，α为受力体与水平面的夹角。 扩展库仑土压力理论可以用于计算土体对静止和正在运动中的受力体的压力。 4.排孔土压力理论：排孔土压力理论是适用于开挖土方工程的土压力计算理论。该理论假设开挖土方工程的土体受力状态为塑性，通过考虑排水孔的效应来计算土压力。计算土压力的公式为： 土压力= Kd * γ * H * cos²α 其中，Kd为土体的位移系数，γ为土体的单位重量，H为土体的高度，α为受力体与水平面的夹角。 排孔土压力理论可以用于计算开挖土方工程过程中的土压力。 综上所述，土压力的计算方法主要包括Coulomb土压力理论、Rankine土压力理论、扩展库仑土压力理论和排孔土压力理论等。实际应用中，根据具体情况和需要选择合适的土压力计算方法进行计算，以保证工程的安全性和可靠性。

主动土压力计算库仑、朗肯理论(一)

主动土压力计算库仑、朗肯理论(一) 主动土压力计算库仑、朗肯理论 主动土压力是指土体对于深基坑、隧道等工程结构所施加的作用力， 其大小、方向和分布都对结构工程的安全性和稳定性有着很大的影响。计算主动土压力的方法有很多种，其中比较常见的是库仑和朗肯理论。 一、库仑理论 库仑理论将土体视为由一系列均匀分布的小粒子组成的均质体，认为 土体间的剪移力受摩擦支持，并满足下列条件： 1. 土体中的每一粒子都与其邻粒子之间相互作用，所有粒子间的力均 受到相互约束及反力的作用。 2. 粒子间剪力可以通过过剩水压的变化得到调节，但不能超出土体的 内摩擦角。 在库仑理论中，主动土压力的计算主要考虑了土体重力和内摩擦角的 影响，其计算公式为： Ka = cos2α / (cosα + sinα)2 其中，Ka为土的活动系数，α为土粒子与垂直结构面之间的夹角。 二、朗肯理论 朗肯理论是一种根据数学模型来计算土体围压力的方法。朗肯认为，

当土体围挤受到水平面上的挤压力时，土体中的粒子会沿着最小阻力 方向移动，同时对邻近的粒子施加弹性力。根据弹性力的大小，可得 到相应的土体围压力。 朗肯理论所计算的主动土压力是以土壤骨架的强度为基础的，不仅考 虑了土体的内摩擦角，还考虑了土的屈服特性、颗粒排列特性、颗粒 大小和密度等因素。其计算公式为： Ka = sinφ / (1-sinφ) 其中，Ka为土的活动系数，φ为土体内摩擦角。 总结 从以上分析可看出，库仑和朗肯理论都是以土体内部的力学特性为基 础进行计算的。库仑理论重视土的摩擦支撑作用，而朗肯理论则更为 全面，考虑了土的多种力学特性，因此在某些情况下，朗肯理论更为 精确。在实际工程应用中，需要根据工程的具体情况和需要进行选择。

基坑土压力计算方法(附带公式计算方法)

基坑土压力计算方法(附带公式计算方法） 概述 土压力是作用在围护结构上的荷载、土压力的计算步棋是基坑工 程设计的第一步也是关键的一步。 土压力计算假说理论主要有朗肯理论和库伦理论，称为古典土压 力理论。它们都是按极限平衡条件导出的。奇数库伦理论假设土的黏 聚力为零，其优点是考虑了栅栏与好处十体间的摩擦力作用，并能考 虑地面及墙壁为倾斜面墙面的情况;其缺点是对于黏性要木必须采用等 代摩擦角，即取黏聚力c=0而相应增大土的内所摩擦角φ值，对于层 状土尚要简化等代为均质土才能计算。此外，当有地下水，特别是有 渗流梯度时，库伦理论是不适用的。而朗肯理论则不论砂土或者黏性土，均质土或层状土均可适用于，也适用于有地下水及渗流负面效应 的情况。它假设发射塔为水平，墙面为竖直，基本符合基坑工程情况。因此，公司目前通常采用朗肯理论计算基坑围护工程中的土压力。 土压力应根据不同类型泥岩土层、排水条件分别采用以下方法计算。 （1）对淤泥、淤泥质土，应采用土的重度不排水试验强度主要指 标和饱和固结按水土合算计算土压力; （2）对砂土，应改用有效应力强度指标和土的有效重度按水土分 算原则计算土压力; （3）对粉性土、黏性土等，宜采用有效强度指标和土的有效重度 按水土分算原则计算。有工程经验时，也可采用三轴固结不排水试验 总应力强度指标按水土合算原则计算土压力。 3.1.2水土压力合算 不考虑地下水示范作用时，按朗肯土双重压力理论，由式（3-1a）计算主动土财务压力和式（3-1b）计算被动土压力。

3.1.5附加荷载引起的附加侧压力 在实际工程中，很有可能会遇到基坑开挖附近有相邻建筑浅条件基础的情况，需要考虑邻近基底荷载的影响。而且，在实际施工过程中会，很难避免在基坑边出现临时荷载，比如各种建筑材料、施工器具、施工机械、车辆、人员等。因此，需要需要考虑附加荷载引起的附加侧压力。附加侧压力一般采用简化的算法近似计算。最常用的荷载亦布或局部均布的荷载作用。对均布和局部均布荷载作用在支护结构上的侧压力，可按图3-3所示的方法计算。 其他附加载重的情况，如集中荷载，基坑下方不规则荷载等，读者可以准则查询相关的手册或规范。 3.1.6特定算法中的土双重压力 1.弹性地基梁法（m法）中的主动土压力 如图3-4所示，弹性地基梁法计算中被动土压力按土弹簧的地基反力重新考虑。坑底标高以上 主动土压力按朗肯理论计算，而坑底以下主动土压力取与坑底标高处主动土压力相等的三角形分布模式。 这是一种经验土管理模式心理压力计算模式，仅适用于自由度地基梁法。根据经验，这种主动土压力分布模式计算得到的位移最符合实际，而整个深度内均按朗肯主动土压力理论计算时，计算结果围护结构往往产生较大的墙底踢脚位移，与实际情况不符。 以上土压力瘤果的一个甑解释是，由于坑内被动土压力弹簧是有初始压力的，而弹性地基梁法计算分析时没有考虑这个初始压力，对应地，主动区压力在分析时也之时应该相应的减缓，如果被动区初始压力按K。静止土压力计，那么主动区压力也应在坑底标高以下相应地减去K。静止土压力（按坑底以下深度计）。而坑底以下主动土压力取与坑底标高处的主动土压力相等的矩形分布模式，实际上是在坑底标

岩土中的土压力分析与计算

岩土中的土压力分析与计算 岩土工程中，土压力是一个重要的参数，它对于土壤力学性质的研 究和工程设计具有重要的影响。在土体与结构的相互作用中，土压力 的准确计算是确保工程稳定性和可靠性的关键。本文将介绍岩土中的 土压力分析与计算的相关内容。 一、土压力的定义 土压力是指土体对于单位面积上的垂直力的大小。在岩土工程中，土体常常受到竖向荷载或侧向力的作用，从而产生土体内的应力。这 些应力作用在土体的各个方向上，导致土体受力分布不均匀。土压力 的分析和计算主要针对土体受侧向力作用时的应力状态。 二、土压力的分析方法 在土压力的分析中，常用的方法有排土体法、摩尔库伦土压力理 论和库伦横向土体力学理论。这些方法可以根据土体的力学性质和工 程需要选择使用，并结合实际情况进行综合分析。 1. 排土体法 排土体法是一种经验性的方法，适用于土壤类型较为单一的情况。根据不同土体的排土性质和力学特性，可以采用不同的推导公式 进行计算。 2. 摩尔库伦土压力理论

摩尔库伦土压力理论是一种常用的土压力分析方法。该理论假 设土体的应力状态符合弹性理论，适用于弹性土体。通过考虑土体孔 隙水压力的影响，可以建立土体的力学模型，进而计算土压力的大小。 3. 库仑横向土体力学理论 库仑横向土体力学理论是一种适用于细粒土和粘粒土的土压力 分析方法。该理论基于土体的内摩擦力和剪胀性，通过考虑土体的各 向异性和应变特性，可以计算土体的应力分布和土压力的大小。 三、土压力的计算公式 1. 侧压力计算公式 土压力的大小与土壤性质、侧压力、岩土体强度参数等因素有关。根据实际情况和所采用的分析方法，可以使用以下公式计算土压力： - 简化库仑公式： 土压力P=K_a*γ*H*(1+K_p) 其中，P为土压力大小，K_a为活动土压力系数，γ为土壤的单位体重，H为土体的高度，K_p为被动土压力系数。 - 联络公式： 土压力P=K_a*γ*H*(1+K_p*(d/H)) 其中，d为离开墙壁表面的水平距离。

库伦理论主动土压力计算

库伦理论主动土压力计算 库伦理论是一种用于计算土壤的主动土压力的理论方法。主动土压力 是指土壤在受到外部荷载作用时对其施加的压力。该理论以力学原理为基础，通过考虑土壤颗粒之间的相互作用，计算出土壤对外部荷载的反作用力。本文将详细介绍库伦理论的原理和计算方法。 库伦理论的基本假设是土壤颗粒间仅受到正交向相邻颗粒的约束力， 相邻颗粒之间的摩擦力被忽略。根据这个假设，库伦理论认为土壤颗粒之 间的相互作用力遵循库伦摩擦定律。库伦摩擦定律描述了两个物体间的摩 擦力与其法向压力之间的关系，即摩擦力等于两物体之间的法向压力乘以 一个比例系数，该比例系数称为库伦摩擦系数。 根据库伦理论，土壤的主动土压力可以通过以下公式计算： Pa=Ka*γ*H^2 其中，Pa为土壤的主动土压力，Ka为活塞法向压力系数，γ为土壤 的单位重量，H为土壤的高度。Ka的计算需要根据土壤的内摩擦角来进行，因此首先需要测量土壤的内摩擦角。 测量土壤的内摩擦角可以使用剪切试验进行。在剪切试验中，通过施 加一定的剪切力来测量土壤的剪切应力和剪切应变关系，从而得到内摩擦角。剪切试验的具体步骤为：首先取得土壤样本，然后将样本置于剪切仪 器中，施加一定的剪切力，记录剪切应力和剪切应变的关系，最后通过曲 线拟合等方法求得内摩擦角。 在得到内摩擦角后，可以计算活塞法向压力系数Ka。根据库伦理论 的假设，Ka与内摩擦角之间存在一定的关系，可以通过经验公式进行计算。常用的经验公式有Rankine公式和库仑公式。这两个公式在计算上的

差异在于对土壤的内摩擦角的处理方式。Rankine公式中内摩擦角取正切值，而库仑公式中内摩擦角取正弦值。具体选择使用哪个公式需要根据实际情况进行判断。 最后，将Ka、γ和H代入主动土压力公式中即可计算出土壤的主动土压力。需要注意的是，主动土压力是在静止状态下计算得出的压力值，当土壤发生变形或运动时，需要考虑其他因素来计算。 综上所述，库伦理论是一种用于计算土壤主动土压力的理论方法。通过测量土壤的内摩擦角，并根据库伦摩擦定律计算出主动土压力。这种方法具有简单易行、可靠性高的特点，在土木工程和土力学研究中得到了广泛应用。

计算土压力系数及土压力

计算土压力系数及土压力 土压力是指土体受到外界施加的力的作用下的反作用力。在土木工程中，土体对于结构物和地下结构的稳定性和安全性至关重要，因此需要了 解土压力的计算方法。本文将介绍土压力系数的计算方法以及如何计算土 压力。 一、土压力系数的计算方法 土压力系数是描述土体受到外界荷载作用时所表现出的抗力特征的重 要参数。常见的土压力系数有活动土压力系数（Ka）、静止土压力系数（Ko）和被动土压力系数（Kp）。 1.活动土压力系数（Ka）：活动土压力系数用于计算土体在水平位移 状态下的压力。一般情况下，土压力系数可以通过试验和实测结果来获取，也可以通过一些经验公式进行估算。 2.静止土压力系数（Ko）：静止土压力系数用于计算土体在静止状态 下的压力。静止土压力系数的计算方法一般通过实测或试验结果得出，也 可以通过一些经验公式进行估算。 3.被动土压力系数（Kp）：被动土压力系数用于计算土体由于挡土墙 或其他结构施加的压力。被动土压力系数的计算方法一般需要根据具体情 况进行分析，常用的方法有裂缝法、纵推解法和滑行法等。 二、土压力的计算 土压力的计算与土压力系数的计算紧密相关。根据不同的土壤状态和 作用力类型，可以采用不同的计算方法。 1.活动土压力的计算：

活动土压力的计算方法有很多，常用的有柯西法和库尔斯拉斯法。柯 西法是一种基于土体弹性力学理论的计算方法，适用于土体在水平位移状 态下的压力。库尔斯拉斯法是一种基于土体塑性力学理论的计算方法，适 用于土体在大位移状态下的压力。这两种方法需要根据具体情况选择适合 的计算公式，并考虑土体强度参数的影响。 2.静止土压力的计算： 静止土压力的计算方法也有很多，常用的有理论解法和经验公式法。 理论解法包括楔形块法、等效土体法和受限土压力法等。经验公式法则根 据历史试验结果和实际工程经验得出，适用于一些特定情况的计算。选择 适当的计算方法需要考虑土壤类型、加载条件和结构形式等因素。 3.被动土压力的计算： 被动土压力的计算方法可以根据具体情况选择。常见的方法有裂缝法、纵推解法和滑行法等。裂缝法通过分析土体的裂缝形态和位移来计算土压力。纵推解法则通过分析结构的变形和土体的应力分布来计算土压力。滑 行法是一种通过模拟土体的滑动过程来计算土压力的方法。选择适当的计 算方法需要考虑土壤状况、结构形式和荷载类型等因素。 总结起来，土压力系数的计算方法需要根据具体情况选择，常用的有 活动土压力系数、静止土压力系数和被动土压力系数等。土压力的计算需 要根据土压力系数和具体的计算方法进行分析，考虑土壤类型、加载条件 和结构形式等因素。在实际工程中，需要结合实测和试验结果以及经验公 式等进行验证和修正。