土压力计算及挡土墙设计最终版
5米挡土墙计算书
5米挡土墙计算书一、工程概述本挡土墙设计高度为 5 米，主要用于支撑土体，防止土体坍塌，保障周边建筑物和道路的安全。
挡土墙的位置、地形条件以及所承受的荷载等因素对其设计和计算有着重要的影响。
二、设计依据1、相关的工程地质勘察报告，了解土体的物理力学性质，如重度、内摩擦角、粘聚力等。
2、国家和地方现行的有关挡土墙设计的规范和标准，确保设计符合安全性和可靠性的要求。
三、荷载计算1、土压力计算土压力的计算是挡土墙设计的关键。
根据库仑土压力理论，考虑墙后填土的性质、墙背的倾斜程度和粗糙程度等因素，计算主动土压力。
假设墙后填土为砂土，重度为γ，内摩擦角为φ，墙背与竖直方向的夹角为α，填土表面与水平方向的夹角为β，则主动土压力系数 Ka 为：Ka ＝tan²(45° φ/2)主动土压力的大小为：Ea ＝05 × γ × H² × Ka其中，H 为挡土墙的高度，即 5 米。
2、墙身自重计算根据挡土墙所选用的材料，计算其单位体积的重量，然后乘以挡土墙的体积，得到墙身的自重。
四、稳定性验算1、抗滑移稳定性验算为了保证挡土墙在土压力作用下不会发生滑移，需要进行抗滑移稳定性验算。
抗滑移稳定系数 Ks 应满足：Ks ＝（μ × W ＋ Ean) ／ Eax其中，μ为基底摩擦系数，W 为墙身自重垂直于基底的分量，Ean 为土压力的法向分量，Eax 为土压力的水平分量。
2、抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定性验算旨在确保挡土墙在土压力作用下不会绕墙趾发生倾覆。
抗倾覆稳定系数 Kt 应满足：Kt ＝（Mv ＋ Mr) ／ Mo其中，Mv 为墙身自重对墙趾的抗倾覆力矩，Mr 为土压力对墙趾的抗倾覆力矩，Mo 为土压力对墙趾的倾覆力矩。
五、基底应力验算1、基底平均应力基底平均应力应小于地基的承载力特征值，以保证地基不会发生破坏。
基底平均应力 p 为：p ＝（W ＋ Ey) ／ A其中，Ey 为垂直于基底的土压力分量，A 为基底面积。
第七章土压力与挡土墙设计ppt课件
• 3．临时支撑：边施工边支撑的临时性支挡结构。
土力学与地基基础
二、墙体位移与土压力类型
土压力
主动土压力
被动土压力 静止土压力
土力学与地基基础
• 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平移， 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。
（ ）
土力学与地基基础
• 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 力和变形条件。 • 6. 楔体ABC整体处于极限 平衡条件，见图7-7。
一、挡土结构类型对土压力分布的影响
• 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：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，仅能发生整体平移或转动的挠曲变形 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，类似静水压力分布。
• 本章学习中要求掌握几种常见情况的主动土压力 计算。
土力学与地基基础
第一节 土压力概述
• 土压力：土体作用在挡土结构物上的压力(图7-1)， 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、大小和结构物的刚度、高度及形 状等有关。
土力学与地基基础
工程上常用挡土墙类型
土力学与地基基础
E p1 2H 2co 2s co s() c 1o 2( c ss io n ) s (())c sio n s (()) 2
挡土墙计算(理正岩土)(一)2024
挡土墙计算(理正岩土)（一）引言概述：挡土墙计算是在工程设计中经常遇到的问题之一，它对于岩土力学的理解和计算技巧要求较高。
本文将以岩土力学中的理正岩土为背景，围绕挡土墙计算展开讨论。
本文将从五个方面进行详细阐述，包括墙体受力分析、岩土强度计算、稳定性分析、变形分析、以及基础设计。
通过这些内容的叙述，旨在帮助读者更好地理解和应用挡土墙计算的相关知识。
正文：一、墙体受力分析：1.1 确定挡土墙所受的重力和地震力1.2 计算挡土墙所受的土压力和水压力1.3 考虑附加荷载对挡土墙的作用1.4 分析墙体的剪力、弯矩和轴力分布1.5 考虑墙体内部的试块受力状态二、岩土强度计算：2.1 分析土壤属性和力学性质的实验测试2.2 确定岩土强度的计算方法和公式2.3 考虑不同土层的强度参数2.4 评估岩土强度参数的不确定性2.5 采用适当的安全系数进行强度计算三、稳定性分析：3.1 利用变形分析方法进行稳定性计算3.2 考虑挡土墙的倾覆和滑动稳定性3.3 分析挡土墙的局部破坏和整体失稳3.4 评估挡土墙的稳定性安全系数3.5 进行不同工况下的稳定性验证与校核四、变形分析：4.1 确定土体的应力-应变特性4.2 分析挡土墙的弹性和塑性变形4.3 利用有限元法进行应变分析4.4 评估挡土墙的变形限值和控制方法4.5 考虑土体与结构之间的界面反应五、基础设计：5.1 确定挡土墙基础的类型和尺寸5.2 分析基础承载力和沉降控制5.3 考虑不同软弱层对基础的影响5.4 评估基础的稳定性安全系数5.5 确定适当的基础处理和加固措施总结：经过以上的阐述，我们可以看出挡土墙计算中的理正岩土是一个复杂而重要的问题。
墙体受力分析、岩土强度计算、稳定性分析、变形分析以及基础设计，这五个方面是进行挡土墙计算必须要考虑的内容。
在进行计算时，要根据具体工程情况和设计要求，采用适当的方法和参数，保证挡土墙的稳定性和安全性。
通过本文的学习，相信读者对挡土墙计算有了更深入的了解，能够在实际工程中能够灵活应用相关知识，提高工程设计的水平和质量。
挡土墙设计与验算说明书
挡土墙设计与验算说明书一、引言挡土墙是一种用于支撑填土或山坡土体，防止其变形失稳的构造物。
在道路、桥梁、水利、建筑等工程中，挡土墙的应用十分广泛。
为了确保挡土墙的安全性和稳定性，需要进行合理的设计和验算。
本说明书将详细介绍挡土墙的设计与验算过程。
二、工程概况本次设计的挡土墙位于_____（具体位置），其主要作用是支撑_____（填土或山坡土体的情况）。
挡土墙的高度为_____米，长度为_____米，墙背填土的物理力学性质参数如下：填土重度：γ ＝＿____kN/m³内摩擦角：φ ＝＿____°粘聚力：c ＝＿____kPa三、挡土墙类型选择根据工程实际情况和设计要求，本次选用重力式挡土墙。
重力式挡土墙依靠自身重力来维持稳定，结构简单，施工方便，适用于高度不超过 8 米的情况。
四、挡土墙设计计算1、土压力计算主动土压力系数：Ka ＝tan²(45° φ/2)主动土压力：Ea ＝1/2 × γ × H² × Ka2、稳定性验算抗滑移稳定性验算：抗滑力：F ＝μ × （G ＋ Ey)滑动力：Ex抗滑安全系数：Kc ＝ F ／Ex ≥ 13抗倾覆稳定性验算：抗倾覆力矩：M ＝ G × x0 ＋ Ey × zf倾覆力矩：M0 ＝ Ex × zx抗倾覆安全系数：K0 ＝ M ／M0 ≥ 153、基底应力验算基底平均应力：σ ＝（G ＋ Ey) ／ A基底最大应力：σmax ＝（G ＋ Ey) ／ A ＋ M ／ W 基底最小应力：σmin ＝（G ＋ Ey) ／ A M ／ W 基底应力应满足：σmax ≤ σ 且σmin ≥ 0五、挡土墙构造设计1、墙身墙身材料采用_____（如浆砌片石、混凝土等）。
墙顶宽度不宜小于_____米，墙底宽度由稳定性验算确定。
2、基础基础埋深应根据地基土的性质和冻结深度确定，一般不小于_____米。
土力学应用—挡土墙设计精选全文完整版
抗倾覆力矩 K1 倾覆力矩 1.6
23.2重力式挡土墙设计
❖ 挡土墙设计步骤： 一、选择倾斜形式：根据边坡实际情况，选择挡土墙的倾斜形式：
挖方段采用仰斜式；填方段采用直立式或俯斜式。
23.2重力式挡土墙设计
23.2重力式挡土墙设计
❖ 墙背的稳定性验算： 1、挡土墙的稳定性验算包括：抗滑移稳定性验算、抗倾覆稳定性验算
稳定性验算
抗滑移稳定性 抗滑移稳定性
会不会滑移、倾覆， 稳定性问题
2、地基承载力验算——地基强度 3、墙身承载力验算——樯身强度
材料会不会破坏， 承载力够不够大， 强度问题
23.2重力式挡土墙设计
❖ 墙背的稳定性验算： 抗滑移稳定：挡土墙在墙背土压力作用下可能沿着墙底发生滑动破坏，要保证挡土
墙的抗滑移稳定性，必须要求抗滑力和滑动力之比不小于1.3。该比值称为抗滑安全系 数，即：
抗滑力 Ks 滑动力 1.3
23.2重力式挡土墙设计
❖ 墙背的稳定性验算： 抗倾覆稳定：挡土墙在墙背土压力作用下可能绕墙趾向前发生转动而倾覆，要保证
如安全系数过大，适当减小墙底宽度；
安全系数过小，适当加大底宽或采取其它措施。
23.2重力式挡土墙设计
❖ 挡土墙设计步骤： 三、选择墙面坡度和墙背坡度：
优先采用仰斜式
（1）墙面坡度： 墙前地面较陡时，可取1：0.2～1：0.05仰斜坡度或直立； 墙前地面较平坦时，中、高挡土墙不宜缓于1：0.4。愈缓 墙身越长、开挖愈多。
墙
扶壁式
轻型挡土墙
锚杆式
锚定板式
衡
重
加筋土式
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7章 挡土结构的土压力计算
一.挡土墙的用途
挡土结构的土压力计 算
第一节 概述
在建筑工程中，遇到在土坡上、下修筑建筑物时，为了防止 土坡发生滑坡和坍塌，需用各种类型的挡土结构物加以支挡。 挡土墙是最常用的支挡结构物。土体作用在挡土墙上的压力称 为土压力。土压力的计算是挡土墙设计的重要依据。 挡土墙在世界各国工业与民用建筑、水利水电工程、铁道、 公路、桥梁、港口及航道等各类建筑工程中广泛地应用，例如 ：山区和丘陵地区，在土坡上、下修筑房屋时，防止土坡坍塌 的挡土墙，支挡建筑物周围填土的挡土墙，房屋地下室的外墙 ，江河岸边桥的边墩，码头岸墙，堆放煤、卵石等散粒材料的 挡墙，等等。
如果挡土墙向离开土体的方向移动，则土体向水平方向伸展， 因而使水平向的应力（小主应力）减小。而竖向应力（大主应力） 保持不变。当挡土墙的位移使墙后某一点的小主应力减小而到达极 限平衡状态时，该点的应力圆就与抗剪强度包线相切，以图中的莫 尔应力圆II来表示，此圆即为极限应力圆。如果挡土墙的位移使墙 背后的土体在一定范围内逐渐达到主动极限平衡状态，则在该区域 内的土体各点都产生了两组相互交成（ 90º -φ）角的破裂面。此时， 作用在墙背上的小主应力就是主动土压力。 如果挡土墙向挤压土体的方向移动，则水平向的应力增加。当 水平向应力的数值超过竖向应力时，水平向应力成为大主应力。当 挡土墙的位移使墙背的土体在一定范围内逐渐达到被动极限平衡状 态时，在此区域内的土体各点将产生两组相互交成（90º ）角的 +φ 破裂面。此时，作用在墙背上的大主应力就成为被动土压力。
第四节 库伦土压力理论 法国工程师C．A．库伦（Coulomb，1776） 通过研究在挡土墙背后土体滑动模块上的静力平 衡，提出了另一种土压力计算理论。当遇到挡土 墙墙背倾斜、粗糙和非水平填土面等比较复杂的 情况时，这种理论可显示出其明显的优越性。 一．主动土压力 假定挡土墙是刚性以及墙背填上没有粘性， 当墙体向前移动或转动而达到某种程度时，土体 中一部分有沿着某一滑动面发生整体滑动的趋势 ，以致达到主动极限平衡状态，如图个4-15a所示 。这时，墙背上所受的是主动土压力。
挡土墙设计与计算
按设置位置分类
浸水挡土墙
按设置位置分类
山坡挡土墙
设置在路堑或路堤上方。
用于支撑山坡上可能坍滑的覆盖层、破碎岩层或 山体滑坡。
按设置位置分类
正在施工的山坡挡土墙
按结构型式分类
重力式挡土墙
依靠墙身自重承受土压力来维持稳定。 多用浆砌片（块）石砌筑，缺乏石料地区也可用混凝土。 形式简单，施工方便，取材容易。 圬工数量较大，对地基的承载能力要求较高。 适用于低墙、地质情况较好有石料的地区。
b
zf z
cGx0Eazxf Eaxzf N
e b' c 2
b' b cosa 0
pmax min
N 6e b' (1b' )1.2fa
p ≤ fa pmax ≤ 1.2fa
3.2 重力式挡土墙设计
4、墙身强度验算
抗压验算：
NaAf
抗ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ验算：
Q a(fv0.18 u)A
例题：某挡土墙高H为5m，墙背垂直光滑，墙后填土面水平，挡土墙采用M5水泥砂浆，MU10毛石砌筑，砌体重度
3.2 重力式挡土墙设计
7、沉降缝与伸缩缝： 为适应挡土墙的不同沉降，地基性状、挡土墙高度和截面变化处应设置沉降缝。
设计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向每隔10～15m设置一道，兼起两者的作用，缝宽2～3cm， 缝内一般可用胶泥填塞，但在渗水量大，填料容易流失或冻害严重地区，则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有 弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于0.15m，当墙后为岩石路堑或填石路堤时，可设置空缝。
为防止水分渗入地基，下排泄水孔进水口的底部应铺设30cm厚的粘土隔水层。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层， 以免孔道阻塞。当墙背填土透水性不良或可能发生冻胀时，应在最低一排泄水孔至墙顶以下0.5m的范围内铺设厚度不小于 0.3m的砂卵石排水层(图c)
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压力强度发生在底部，类似于静水压力的分布。
刚性挡土墙背上的图压力分布
二、挡土墙类型
（按刚度及位移方式分为刚性挡土墙和柔性挡土墙）
２．柔性挡土墙
①定义：一般指用钢筋混凝土桩或地下连续墙所筑成的断面较小而长
度较大的挡土结构
锚杆
板桩 基坑
基坑
板桩变形
板桩上土压力 实测 计算
变形
土压力分布
基坑支撑上的土压力
柔性挡土墙
二、挡土墙类型
（按刚度及位移方式分为刚性挡土墙和柔性挡土墙）
２．柔性挡土墙
②柔性挡土墙特点：刚度小，发生明显挠曲变形，基本不发生刚
体位移，因而会影响土压力的大小和分布。
③土压力分布特点：墙背受到的土压力成曲线分布，在一定条件
下计算时可简化为直线分布。
在相同的墙高和填土条件下：Ea＜E0＜Ep
3.静止土压力计算
①按半空间弹性变形体在土的自重作用 下无侧向变形时的水平侧压力：
p =K0γz ②若土体为均质土，则K0与γ均为常数
K0=μ/(1-μ) 由计于算土。的μ很难确定，K0常用经验公式
对于砂土、正常固结粘土： K0≈1-sinφ
③p与z成正比，静止土压力沿墙高呈三
角形分布。
E0
1 2
γh2K0
v z
h
PK0z
E0
墙、土静止状态
静止土压力的分布
土的静止土压力系数可以在三轴仪中测定，也可在专门的侧压力仪器
中测得。在缺乏试验资料时可按下面经验公式估算
砂性土
K0 1sin
粘性土
K00.9 5sin
超固结粘性土 (K0)oc(K0)NC (OC )mR
式中 ——土的有效内摩擦角；
4 朗肯土压力
一、主动土压力 二、被动土压力 三、几种常见情况下的土压力计算
1.朗金态和土的极限平衡条件
（2）概念明确、计算简单、使用方便
（3）理论假设条件：表面水平的半无限土体，处于弹性平衡状态。
墙背面垂直、表面光滑，作用在挡土墙上的土压力
等于原来土体中作用在AB垂直线上的水平法向应力。 （4）理论公式直接适用于粘性土和无粘性土， ①挡土墙的墙背垂直； ②挡土墙的墙后填土表面水平； ③挡土墙的墙背光滑，墙和填土之间没有摩擦力，剪应力为零。
土压力及挡土墙
1 概述 2 土压力的分类与相互作用 3 静止土压力计算 4 朗肯土压力理论 5 库仑土压力理论 6第二破裂面法 7 几种特殊情况下土压力的计算
1 概述
一、挡土结构物及其土压力 二、挡土墙类型
挡土墙的应用举例
挡土墙的应用举例
挡土墙的应用举例
二、挡土墙类型
（按刚度及位移方式分为刚性挡土墙和柔性挡土墙）
③朗肯主动土压力系数
Ka
tan2(45φ) 2
④单位墙长度上的土压力合
力Ea
Ea
1 2
γh2Ka
无粘性土主动土压力
２.朗肯主动土压力计算——粘性土
①②沿粘深性度土方的向极主限动平土衡压条力件的：分σ3 布σ 1ta 2(4 n 5φ 2)2cta4n 5φ 2 ()
p a γ z ta 2 (4 n 5 φ 2 ) 2 c ta 4 n 5 φ 2 ) ( γ za K 2 cK a
(K0 )NC ——正常固结土的值； (K0 )OC ——超固结土的值
OCR=Pc/P0 称为超固结比 =1为正常固结土、>1为超固结土 (剥蚀）、 <1为欠固结土（填土） Pc为前期固结压力，Po为当前土 层有效应力。主要用于考虑土的应力历史对沉降的影响（e-lgp曲线
。 计算）。 m ——经验系数，m = 0.4~0.5
粘性土主动土压力分布
③粘性土的主动土压力由两部分组成： ⅰ.土重部分：γzKa，呈三角形分布；
ⅱ.粘聚力部分：2c√Ka，是负值，起减少土 压力的作用，其
值是常量，不随深度变化 临界深度：γz 0K a 2c K a 0
2c z0 γ Ka
④单位墙长度上的土压力合力Ea,Ea作用点位于墙底以上 (h-z0)/3处: Ea1 2γh2Ka2chKa2γ c2
１．刚性挡土墙
①定义：一般指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。
扶壁
L型
刚性加筋
T型
圬 工 式
预应力
刚性挡土墙
二、挡土墙类型
（按刚度及位移方式分为刚性挡土墙和柔性挡土墙）
１．刚性挡土墙
②刚性挡土墙特点：刚度大,仅发生整体平移或转动的刚体位移，
墙身的挠曲变形则可忽略，一般以重力作为其主要平衡力。
系，直接求得主动土压力的强度pa。 ⑤pa=3 (主动土压力) σ 3σ 1ta 2(4 n 5φ 2)2 cta4n 5φ 2 ()
v不变 h减小
1.朗肯主动土压力计算——无粘性土
①无粘性土的极限平衡条件
σ3
σ1ta2n(4
5φ) 2
②沿深度方向分布的主动土
压力
paγzta2n (4 5φ 2)γzK a
σ 1 σ 3ta 2 (4 n 5 φ 2 ) 2 ct
a 4n 5 φ () 2
v不变 h增加
1.朗肯被动土压力计算——无粘性土
①无粘性土的极限平衡条件
σ1
σ3ta2 n (4
5 φ) 2
②沿深度方向分布的被动土压力
ppγzta2n (4 5φ 2)γzK p
所以墙背为主应力面。
（5）由于忽略了墙背与填土之间的摩擦，主动土压
力偏大，被动土压力偏小。
一、主动土压力
①挡土墙向离开土体的方向移动，水平应力h
减小，竖向应力v保持不变，当位移达到一定
数值时，墙后填土达到极限平衡状态。 ②竖向应力σv=γz是大主应力σ1。 ③水平向土压力pa(主动土压力)是
小主应力σ3。 ④利用极限平衡条件下σ1与σ3的关
柔性挡土墙上的土压力分布
2 土压力的分类与相互作用
1.分类：按位移方向和墙后土体的应力状态分为：
静止土压力、主动土压力、被动土压力
挡土墙的三种土压力
2.土压力性质和大小：是由挡土墙位移方向和位移量决定。
3 静止土压力计算
1.静止土压力定义：墙无移动、土无变形，土体处于
弹性平衡状态。
2.墙身位移与静止土压力E0的关系：
二、被动土压力
①挡土墙向挤压土体的方向移动，水平向应力
h增加，竖向应力v保持不变，当位移达到 一定数值时，墙后填土达到极限平衡状态。
②竖向应力v =γz为小主应力3 ③水平向土压力pp(被动土压力)
成为大主应力1 。 ④利用极限平衡条件下1与3的关系，
直接求得主动土压力的强度pp。
⑤pp=1 (被动土压力)