土体主动被动土压力概念及计算公式
土主动被动土压力概念及计算公式
土主动被动土压力概念及计算公式
土的压力是指土体对其周围物体或结构物体施加的力。
土的压力分为主动土压力和被动土压力两种。
1.主动土压力
主动土压力指土层在墙体或结构物体前方对其施加的力，是由土体的重力和颗粒间的水平摩擦力共同作用引起的。
主动土压力的大小与土体的性质、土层的厚度、土的重度、斜坡角度等因素有关。
主动土压力可以通过考虑土体内部的粒子间摩擦力来计算。
根据库仑公式，主动土压力可以表达为：
Pa=1/2*γ*H^2*Ka
其中：
Pa为主动土压力；
γ为土的密度；
H为土层高度；
Ka为主动土压力系数，取决于土的内摩擦角。
2.被动土压力
被动土压力是指土层在支撑墙体或结构物体后方对其施加的力，是由土体的重力和侧向土压力共同作用引起的。
被动土压力的大小与土体的性质、土层的厚度、土的重度、墙体后方支撑方式等因素有关。
被动土压力可以通过计算土体内的剪切力来得到。
根据库仑公式，被动土压力可以表达为：
Pp=1/2*γ*H^2*Kp
其中：
Pp为被动土压力；
γ为土的密度；
H为土层高度；
Kp为被动土压力系数，取决于土的内摩擦角。
在实际计算中，土压力的计算还需要考虑地下水位、土壤表面粗糙度等因素，以及应力分布的影响等。
因此，对于复杂情况下的土压力计算，还需要考虑其他参数和方法。
总结：土的压力包括主动土压力和被动土压力。
主动土压力是土层在墙体或结构物体前方对其施加的力，可以通过考虑土体内部的粒子间摩擦力来计算；被动土压力是土层在支撑墙体或结构物体后方对其施加的力，可以通过计算土体内的剪切力来得到。
主动土压力和被动土压力计算公式(一)
主动土压力和被动土压力计算公式(一)主动土压力和被动土压力计算公式1. 主动土压力计算公式•主动土压力表示土体对结构物外表面施加的压力，一般为土体的推力。
•主动土压力计算公式通常根据不同的土体力学模型选择不同的计算方法。
Coulomb法则•Coulomb法则是主动土压力计算的一种常用方法，适用于强砂土和礁岩土质。
•Coulomb法则的计算公式为：P a=K a⋅γ⋅H⋅(1+sinδ)(1−sinδ)–P a表示主动土压力–K a表示活动土压力系数–γ表示土体的体积重度–H表示土体高度–δ表示土体的内摩擦角示例•假设一段高度为10米的砂土墙，砂土的重度为18kN/m³，内摩擦角为30°，求主动土压力。
•已知数据：–H=10m–γ=18kN/m³–δ=30°将•根据Coulomb法则的计算公式可得：P a=K a⋅γ⋅H⋅(1+sinδ)(1−sinδ)已知数据代入计算可得：P a=K a⋅18kN/m³⋅10m⋅(1+sin30°)(1−sin30°)偏应力曲线法•偏应力曲线法也是常用的主动土压力计算方法，适用于软黏土和弱砂土质。
•偏应力曲线法的计算公式为：P a=K a⋅γ⋅H⋅c⋅tan(ϕ′+ϕ)–P a表示主动土压力–K a表示活动土压力系数–γ表示土体的体积重度–H表示土体高度–c表示土体的凝聚力–ϕ′表示土体的内摩擦角–ϕ表示土体的地下水位倾角示例•假设一段高度为8米的软黏土墙，土体的重度为19kN/m³，凝聚力为35kPa，内摩擦角为20°，地下水位倾角为5°，求主动土压力。
•已知数据：–H=8m–γ=19kN/m³–c=35kPa–ϕ′=20°–ϕ=5°•根据偏应力曲线法的计算公式可得：P a=K a⋅γ⋅H⋅c⋅tan(ϕ′+ϕ)将已知数据代入计算可得：P a=K a⋅19kN/m³⋅8m⋅35kPa⋅tan(20°+5°)2. 被动土压力计算公式•被动土压力表示土体对结构物内表面施加的压力，一般为土体的抗力。
(整理)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245ϕ-︒。
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°+2ϕ)+2c ·tg(45°+2ϕ) σ3=σ1tg 2(45°-ϕ)-2c ·tg(45°-ϕ)当z=H 时p a =γHK a -2cK a在图中，压力为零的深度z 0，可由p a =0的条件代入式(6-3)求得a0K c 2z γ=(6-4)在z 0深度范围内p a 为负值，但土与墙之间不可能产生拉应力，说明在z 0深度范围内，填土对挡土墙不产生土压力。
主动土压力 被动土压力 计算 excel
主动土压力被动土压力计算 excel【实用版】目录1.主动土压力和被动土压力的定义及区别2.计算主动土压力和被动土压力的方法3.使用 Excel 进行土压力计算的实践正文1.主动土压力和被动土压力的定义及区别土压力是指土壤对挡土墙或地下室墙等建筑物的压力。
根据挡土墙的位移情况，土压力可分为静止、主动和被动三种。
静止土压力是指挡土墙不发生任何方向的位移，墙后填土施于墙背上的土压力。
主动土压力是指挡土墙在墙后填土作用下向前发生移动，致使墙后填土的应力达到极限平衡状态时，填土施于墙背上的土压力。
被动土压力是指挡土墙在某种外力作用下向后发生移动而推挤填土，致使墙后土体的应力达到极限平衡状态时，填土施于墙背上的土压力。
通俗一点说，主动土压力是土壤主动压向挡土墙，被动土压力则是挡土墙压向土壤。
主动土压力和被动土压力的量值关系为：Pa < P0 < Pp，其中 Pa 是主动极限平衡状态的最大值，Pp 是被动极限平衡状态的最小值。
2.计算主动土压力和被动土压力的方法计算主动土压力和被动土压力通常采用库仑土压力理论。
库仑土压力理论是基于半空间理论的一种土压力计算方法，其基本假设是：土体与挡土墙之间存在一个滑动面，土体沿该滑动面发生滑动。
库仑土压力理论的计算公式为：主动土压力：Pa = 0.5γz * (b - 3a)被动土压力：Pp = 0.5γz * (3a - b)其中，γz 为土壤的重度，a 为挡土墙的深度，b 为土壤的影响宽度。
3.使用 Excel 进行土压力计算的实践要使用 Excel 计算主动土压力和被动土压力，需要按照以下步骤操作：（1）在 Excel 中输入土壤的重度γz、挡土墙的深度 a 和土壤的影响宽度 b。
（2）使用 Excel 的 IF 函数判断挡土墙的位移情况，以确定应计算主动土压力还是被动土压力。
例如，如果挡土墙向前移动，则计算主动土压力；如果挡土墙向后移动，则计算被动土压力。
被动土压力系数计算
被动土压力系数计算被动土压力系数是指土壤在不同状态下对一定深度的墙体、桩基等结构的抗力大小的比值。
在土力学中，被动土压力系数有两种常用的计算方法，分别是原克氏理论与洛瓦斯土压力公式。
下面将对这两种计算方法进行详细介绍。
1.原克氏理论原克氏理论是一种经验公式，适用于由饱和土壤和液体组成的土体。
根据原克氏理论，被动土压力系数的计算公式如下：Kp = 1 - sinφ'其中，φ'是土壤的内摩擦角。
这个公式是根据试验数据拟合而来的，适用于一定范围的土壤类型和堆积条件。
因此，在应用时应结合实际情况进行修正。
2.洛瓦斯土压力公式洛瓦斯土压力公式是一种力学解法，适用于求解大型基坑围护结构的被动土压力系数。
该方法是将土体看作弹性体，根据土体的应力-应变关系来计算被动土压力系数。
洛瓦斯土压力公式的计算步骤如下：（1）确定土体的初始剪胀系数ε0。
根据土壤类型和实际情况，选择合适的剪胀系数。
（2）计算土壤应变量Δε。
Δε是指土体由于结构施加的变形而产生的应变。
（3）根据土壤的弹性模量E和泊松比υ，计算土壤的抗力系数Kh。
Kh=1-（1-΅）/(1+΅)其中，΅=2(E·ε0)/(1-υ)。
（4）计算被动土压力系数Kp。
Kp=Φ·Kh其中，Φ是土壤的内摩擦角。
洛瓦斯土压力公式的计算步骤相对复杂，但准确性较高，适用于更广泛的土壤类型和工程问题。
需要注意的是，在计算被动土压力系数时，应结合实际情况选择适当的计算方法，并在计算过程中进行修正。
对于复杂的工程问题，可能需要借助专业软件进行分析和计算。
总之，被动土压力系数的计算是土力学中重要的问题之一，正确的计算结果对于工程建设的安全和经济性具有重要的意义。
因此，在进行工程设计时，应根据实际情况选择合适的计算方法，并仔细进行计算和分析。
土体主动被动土压力概念及计算公式
土体主动被动土压力概念及计算公式1.主动土压力概念主动土压力是指土体的水平力对基坑边墙或其他结构物产生的压力。
当土体自由状态时，土体之间不存在任何压力，而当土体被限制或受到外部荷载时，土体开始产生压力。
主动土压力的大小与土体的性质、倾斜角度以及土体上方的土层重量等因素有关。
主动土压力的计算公式根据所用土体的性质和土体力学特性的不同而有所差异。
最常用的计算方法是库伦土压力理论，该理论假设土体的颗粒间相互作用符合库伦摩擦定律。
库伦土压力理论认为土体的主动土压力可以表示为：Ka = (1 - sinφ) / (1 + sinφ)Pa=Ka*γ*H^2其中，Ka为土体活动系数，φ为土体的内摩擦角，γ为土体的重度，H为土体的高度。
2.被动土压力概念被动土压力是指土体受到基坑边墙或其他结构物施加的压力。
当土体与结构物接触时，结构物对土体施加的力会使土体产生一种反作用力，这就是被动土压力。
被动土压力的大小取决于结构物的形状和土体的性质。
被动土压力的计算公式也有多种方法，其中一种常用的计算方法是考虑土体内的摩擦力和土体外的压力之和。
被动土压力的计算公式可以表示为：Pp=Kp*γ*H^2其中，Kp为土体的被动土压力系数，通常取1/3到1/2之间。
需要注意的是，主动土压力和被动土压力的计算方法只是近似计算，实际情况中还需要考虑土体的变形、土体中的水分和土体与结构物之间的摩擦等因素。
3.应用范围和注意事项主动土压力和被动土压力的概念和计算方法广泛应用于地基工程、基坑支护设计和土木结构等领域。
通过计算主动土压力和被动土压力，可以评估土体对结构物的稳定性和设计建议。
在应用主动土压力和被动土压力的计算方法时，需要注意以下几个方面：-确定土体的物理性质，包括土体的重度、内摩擦角等参数。
-选择合适的土压力计算方法，并根据实际情况进行修正和调整。
-考虑土体的变形和水分对土压力的影响。
-结合其他工程参数进行综合分析，确保计算结果的准确性。
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245ϕ-︒。
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°+2ϕ)+2c ·tg(45°+2ϕ) σ3=σ1tg 2(45°-ϕ)-2c ·tg(45°-ϕ)a0K c 2z γ=(6-4)在z 0深度范围内p a 为负值，但土与墙之间不可能产生拉应力，说明在z 0深度范围内，填土对挡土墙不产生土压力。
墙背所受总主动土压力为P a ，其值为土压力分布图中的阴影部分面积，即γ+-γ=--γ=22c 2K cH 2K H 21)z H )(K c 2HK (21P a a 0a a a (6-5)2)填土为无粘性土(砂土)时根据极限平衡条件关系方程式，主动土压力为a a zK )245(ztg p 2γ=ϕ-︒γ= (6-6)上式说明主动土压力P a 沿墙高呈直线分布，即土压力为三角形分布，如图6-6所示。
土主动被动土压力概念及计算公式
土主动被动土压力概念及计算公式土的主动土压力是指土体由于自身的重力和内摩擦力对支撑结构施加的侧向压力，是土与支撑结构之间产生的相互作用力。
被动土压力是指土体由于支撑结构对其施加的侧向位移产生的反作用力。
主动土压力和被动土压力是土与支撑结构之间相互依存的，主动土压力存在的同时，支撑结构会对土体产生位移，从而形成被动土压力。
主动土压力的计算公式：根据库仑公式，土体的主动土压力与土的内摩擦角和有效土的重度有关。
当土壤处于稳定的状态下，主动土压力的计算公式可以使用库仑公式：Ka = (1 - sinφ)/ (1 + sinφ)其中，Ka为土的主动土压力系数，φ为土的内摩擦角。
当土壤处于不稳定状态下，土壤会发生一定的位移，此时主动土压力的计算公式可以使用布埃克斯公式：Kp = (1 - sinφ) / (1 + sinφ) * (1 - δ)其中，Kp为土的主动土压力系数，φ为土的内摩擦角，δ为土的位移系数。
被动土压力的计算公式：被动土压力的计算与主动土压力相比更为复杂，常使用简化方法进行估算。
其中一种常用的方法是考虑土的剪切模量和侧方向支撑结构的刚度，通过应力均衡原理进行计算。
以挡土墙为例，假设墙体与土壤之间存在一个垂直面，墙体高度为H，墙体倾斜角度为β，土壤密度为γ，土壤的无侧限抗压强度为c，挡土墙的自重为G。
根据应力均衡原理可以得到被动土压力的计算公式：F = Kp * γ * H * H * tan²(β/2) / 2 + c * B * H其中，F为被动土压力大小，Kp为土的被动土压力系数，γ为土的容重，H为挡土墙的高度，β为挡土墙的倾斜角度，B为挡土墙的宽度。
需要注意的是，土压力的计算还需要考虑土壤的附加应力、水对土壤的影响、土体的性质等因素，并且不同的土体和结构类型都有相应的计算方法和参数。
因此，在实际工程中，需要根据具体情况进行合理的土压力计算和设计。
土体主动、主动土压力概念及计算公式
[ 指南] 土体主动、主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。
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，p可用图6-2 来表示。
由图可知P,P,P。
poa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，ζ仍保持不变，但ζ将不断增大并超过Z 值，ZXZ当土墙挤压土体使Z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, Z x3z变为小主应力，Z变为大主应力，即为朗肯被动土压力(p) 。
土体中产生的两组破裂面与xp,45:, 水平面的夹角为。
2 朗肯主动土压力的计算根据土的极限平衡条件方程式,,2 Z =Z tg(45?+)+2c?tg(45?+) 1322,,2 Z =Z tg(45?-)-2c?tg(45?-) 3122土体处于主动极限平衡状态时，Z = Z = Y Z, Z = Z =p,代入上式得1z3xa1) 填土为粘性土时填土为粘性土时的朗肯主动土压力计算公式为,,2,ap= γztg(45?-)-2c?tg(45?-)= γzK-2c (6-3) aa22由公式(6-3) ，可知，主动土压力p 沿深度Z 呈直线分布，如图6-5 所示。
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245ϕ-︒。
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°+2ϕ)+2c ·tg(45°+2ϕ)σ3=σ1tg2(45°-ϕ)-2c·tg(45°-2ϕ)2土体处于主动极限平衡状态时，σ1=σz=γz，σ3=σx=p a，代入上式得1)填土为粘性土时填土为粘性土时的朗肯主动土压力计算公式为p a=γztg2(45°-ϕ)-2c·tg(45°2-ϕ)=γzK a-2c a K(6-3)2由公式(6-3)，可知，主动土压力p a沿深度Z呈直线分布，如图6-5所示。
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土体主动被动土压力概念及计算公式土体主动土压力是指土体在自由状态下对结构物或其他土体施加的压力。
主动土压力的大小取决于土体的性质、土体与结构物或其他土体之间的接触面积、接触面的摩擦角以及土体的重量和土体的内摩擦角等因素。
当土体受到外力作用时，土体会发生变形，如果土体与结构物或其他土体的接触面不受限制，土体会通过变形来调整自身的平衡。
这种土体对结构物或其他土体施加的压力被称为主动土压力。
主动土压力的计算公式可以使用库尔什方程(Kulhánek equation)来表示：
P = Ka × γ × H × (1 - sinα)²
其中，P是主动土压力，Ka是活动土压力系数，γ是土体的重度，H 是土体的高度，α是土体倾斜面与水平面之间的夹角。
被动土压力是指土体对结构物或其他土体施加的压力，当土体与结构物或其他土体的接触面受到限制时，土体会通过受限变形来调整自身的平衡。
这种土体对结构物或其他土体施加的压力被称为被动土压力。
被动土压力的计算公式可以使用库尔什方程的平方根来表示：
P = Ka × γ × H × (1 + sinα)²
其中，P是被动土压力，Ka是活动土压力系数，γ是土体的重度，H 是土体的高度，α是土体倾斜面与水平面之间的夹角。
活动土压力系数Ka是一个与土体性质和土体与结构物或其他土体之间的摩擦特性有关的参数。
通常，活动土压力系数Ka的取值在0.33到1
之间，取决于土体的内摩擦角。
如果土体是流动的，则Ka可以取较小的值；如果土体是非流动的，则Ka应取较大的值。
在实际工程设计和计算中，计算土压力时需要考虑土层的变化和土体的不同性质，以便准确地确定主动土压力和被动土压力。
此外，在实际施工中，还需要采取一些措施，如加固结构物的抗土压能力、采取适当的排水措施等，来降低土体对结构物的影响。