土压力的影响因素及其计算方法
基础土压力计算公式是什么
基础土压力计算公式是什么基础土压力是指基础承受的土体对其施加的压力。
在土木工程中，计算基础土压力是非常重要的，因为它直接影响到基础的稳定性和安全性。
基础土压力的计算需要考虑土体的物理性质、基础的几何形状以及外部荷载等因素。
本文将介绍基础土压力的计算公式及其相关知识。
基础土压力的计算公式主要包括两种情况，一种是考虑土体的重力作用，另一种是考虑土体的水压力作用。
在实际工程中，通常需要综合考虑这两种情况，以得到准确的基础土压力。
首先，我们来看考虑土体重力作用的情况。
在这种情况下，基础承受的土压力可以通过以下公式计算：P = γ H。
其中，P表示土压力，γ表示土体的单位重量，H表示土体的深度。
这个公式适用于均匀土体，即土体的密度和性质在深度方向上基本保持一致的情况。
在实际工程中，土体的性质通常并不是均匀的，因此需要考虑土体的不均匀性对基础土压力的影响。
其次，我们来看考虑土体水压力作用的情况。
在这种情况下，基础承受的土压力可以通过以下公式计算：P = γ H + 0.5 γw Hw。
其中，γw表示水的单位重量，Hw表示水的深度。
这个公式适用于土体中存在水的情况，通常用于基础在水下或水面附近的情况。
需要注意的是，这个公式只考虑了静水压力对基础的影响，如果存在动水压力或者波浪冲击等因素，需要另行考虑。
除了考虑土体的重力和水压力作用，计算基础土压力还需要考虑土体的变形和应力分布等因素。
通常情况下，土体的变形会导致土压力的增加，而应力分布则会影响基础的承载能力。
因此，为了得到准确的基础土压力，需要进行复杂的数值模拟和实验研究。
在实际工程中，计算基础土压力是非常复杂的，需要考虑众多因素。
因此，工程师通常会借助计算机软件和数值模拟方法来进行基础土压力的计算。
这些方法可以更准确地模拟土体的变形和应力分布，以得到更可靠的计算结果。
总之，基础土压力的计算是土木工程中的重要问题，它直接关系到基础的稳定性和安全性。
基础土压力的计算公式主要包括考虑土体重力和水压力作用的情况，但实际工程中还需要考虑土体的变形和应力分布等因素。
土压力计算
第6章土压力计算6.1概述6.1.1土压力的产生及计算简述在水利水电、铁路和公路桥梁及工民建等工程建设中，常采用挡土墙来支撑土坡或挡土以免滑塌。
例如：支挡建筑物周围填土的挡土墙(图6-1a)，房屋地下室的侧墙， (图6-1b)，桥台，图(6-1c)，水闸边墙，(图6-1d)等。
这些结构物都会受到土压力的作用，土体作用在挡土墙上的压力称为土压力。
作用于挡土墙背上的土压力是设计挡土墙要考虑的主要荷载。
挡土墙按结构型式可分为重力式、悬壁式、扶壁式等。
可用块石、条石、砖、混凝土与钢筋混凝土等材料建筑。
挡土墙的设计，一般取单位长度按平面问题考虑。
作用于挡土墙上的土压力的计算较为复杂，目前计算土压力的理论仍多采用古典的朗肯理论和库伦理论。
大型及特殊构筑物土压力的计算常采用有限元数值分析计算。
本章主演介绍静止土压力的计算、主动土压力及被动土压力计算的朗肯理论和库伦理论及一些特殊情况下的土压力的计算。
对非极限土压力的计算请参阅有关书籍及参考文献。
6.1.2 土压力的类型试验表明，土压力的大小主要与挡土墙的位移、挡土墙的形状、墙后填土的性质以及填土的刚度等因素有关，但起决定因素的是墙的位移。
根据墙身位移的情况，作用在墙背上的土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力。
1) 静止土压力当挡土墙静止不动时，即不能移动也不转动，这时土体作用在挡土墙的压力称为静止土压力p o。
2) 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。
3) 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。
第六章_土压力计算9-6
H
Ep1 Ep =Ep1 + Ep2
x0
Ep2
HK p 2c K p
粘性土的被动土压力强度分布图
四、当填土面有均布荷载时的土压力计算
当挡土墙后填土面有连续均布荷载作用时，土压力的计 算方法是将均布荷载换算成当量的土重。
h
q
A
,
hq
A
q
H
Ea
B
(h H ) K a
qKa+rHKa
E
E
码头
桥台
这些结构物都会受到土压力的作用。 土压力:通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载
作用对墙背产生的侧压力。
作用于挡土墙背上的土压力是设计挡土墙要考虑的
主要荷载。
土压力的类型
试验表明，土压力的大小主要与挡土墙的位移、挡 土墙的形状、墙后填土的性质等因素有关，但起决
定因素的是墙的位移。根据墙身位移的情况，作用
粘性土的主动土压力强度分布图
三、朗肯被动土压力计算
1. 无粘性土
2 ( 45 ) Pp ztg 2 ) 令K p tg ( 45 2 则Pp zK p
主动土压力为：
1 2 E p H K p 2
H
Ep
H 3
HK p
无粘性土的被动土压力强度分布图
2. 粘性土
m
n
45 ° +ø /2 h
rhKa
qKa
六、成层填土
当墙后填土有几种不同种类的水平土层时，第一层 土压力按均质土计算。计算第二层土压力时，将上
层土按重度换算成与第二层重度相同的当量土层计
算，当量土层厚度h =h1r1/r2,以下各层亦同样计算。
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。
一般土压力计算公式
一般土压力计算公式
一般来说，土体压力是一个复杂的问题，计算它并不是一件容易的事情。
但是，根据地质条件和几何形状，可以用一般土压力计算公式来求解土体压力问题。
本文就介绍一下这个公式以及如何使用它来计算土体压力。
一般土压力计算公式是一种以π作为参数的椭圆形公式，其形式如下：
P=πx(ea-eb)/T
其中，P是土体压力；ea和eb分别为挤压头端口和贯入头端口的土体压缩系数，即土压力的计算因子；T是土体的屈服门限，即抗拉强度、抗剪强度和塑性变形之和。
计算完土压力P以后，可以进一步判断其安全性，比如可以从P 和T的比值估算其受压性：如果P/T<0.2，土体压力处于安全范围；如果0.2≤P/T≤1.0，土体压力处于警戒范围；如果P/T>1.0，土体压力处于危险范围。
在计算土体压力时，还应考虑坡度的影响。
如果坡度大于50°，土体压力会受到重大影响，这时可以采用去坡度的方法来减少坡度对挤压头的影响，从而降低土体压力。
还要注意，受压土体的弹性模量有着重大影响，从而直接影响土体压力的计算。
一般来说，弹性模量越大，土体压力越大；弹性模量越小，土体压力越小。
根据土体的实际情况，判断土体弹性模量是否可以被忽略，也是非常重要的。
此外，不同类型的土体有着不同的压力计算方法，比如岩石的计算公式和土的计算公式就有所不同。
因此，在计算土体压力时，更要根据实际情况，了解地质条件，以便正确使用适当的计算公式。
总之，土体压力的计算是一个复杂的问题，在计算时，不仅要根据一般土压力计算公式来求解，还要考虑它的坡度、弹性模量以及不同类型土体的计算公式等因素，从而正确地求得土体压力。
加筋土体主动土压力的计算方法与影响因素分析
点 ）建 立 力矩 平衡 关 系 ，
ｎ
图 ２ 填料 与墙背 问的摩擦性能对土压力的影响
ｓ ｔ一 一 『＿ ｎ ｌ孟 Ｉ ｆ ≮
≯ ＋ ，ｆ 。 缈 ÷ ｛ ｔ ÷ ，
由式 （ 得 ３）
根 据 图 ２得知 ，若 ０Ｏ ， ａ ｋｎ ＝ 。Ｒ ｎ ｉ ｅ土压 力 分布 曲线 就 和 水 平 层 法土 压 力 的计 算 结 果 出现 了重 合 的 情 况 。而 土压 力 的 非线 性 分 布 特 征 会 随着 墙 背 和 回 填 材 料 之 间 的 摩 擦 角 度 的增 大 而 变 得 越 发 明 显 。 影 响 土压 力 非线 形 分布 的主 要 因素 是 加 筋 后 固填 材 料 的拱 效 应 。 因 （ 为回填材 料因 自重及覆荷载而产生压缩下沉 ，并和 毗邻 的路基填土 ３） 及墙 背之间出现 了摩擦 ，一些荷载将传 输到毗邻的路基填 土及墙背
… … 一 … … …
的 摩 擦 角 对 应 的 墙背 主动 土压 力沿 墙 背 高 度 的分 布 曲线 。
｜｜ ，。
，
一
抖 一～
一
砖～ …
图 １ 水 平 薄 层 滑 楔 体 受 力 图 示
一
曲 一 ｜
假 设 滑楔 体 在 ａ ｂ滑 动 面 上 整 体 滑 动 ，所 有 水 平 分层 未 发 生 相 对 位 移 ， 以 ， 除层 间水 平 剪 力 的作 用 。 以下 是 薄 层 滑 楔 体 的受 力 所 排 平 衡 关 系 的具 体 分析 。 ① 水 平 方 向 受 力平 衡
， ０ ≥ 十 ｓ ｃ ｓ 十７ ｉ ～ ｎ∥ ｃ ｓ ￣ ） ０。 （ ） ｏ（ ｐ＋ １
位移及拱效应下的土压力计算方法
位移及拱效应下的土压力计算方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：位移及拱效应是岩土工程中重要的概念，对土压力的计算具有重要影响。
在土体收到外部荷载作用时，土体会产生一定的位移，并且会启动土体内部的剪切变形。
在土体中存在拱效应，即土体在受力作用下形成拱形支撑结构，可以减轻土压力的传递。
准确计算土压力是岩土工程设计中的重要内容。
一、位移及拱效应对土压力的影响在进行土压力计算时，常常需要考虑土体的位移及拱效应。
土体在受到外部荷载作用时，会产生一定的位移，土体内部的颗粒之间会发生相对位移，产生剪切应力。
这种位移会导致土体受力的重新分布，从而影响土压力的大小和分布。
1. 应变观测法应变观测法是一种常用的土压力计算方法，通过对土体内部的应变变形进行观测，可以得到土压力的大小和分布。
在进行应变观测时，需要选择合适的测点和传感器，对土体内部的变形进行连续监测，从而确定土压力的大小和变化趋势。
2. 数值模拟法数值模拟法是利用计算机模拟土体受力和变形过程的方法，可以精确地计算土体的位移及拱效应对土压力的影响。
通过建立适当的计算模型，选择合适的计算方法和参数，可以得到准确的土压力计算结果。
3. 观测与计算相结合法在实际工程中，常常采用观测与计算相结合的方法来进行土压力计算。
通过对现场土压力的观测和实验数据的收集，结合数值模拟方法进行分析和验证，可以得到更准确的土压力计算结果。
三、总结第二篇示例：位移及拱效应是土体力学中重要的现象，对于土压力的计算具有重要的影响。
在工程实践中，位移及拱效应的考虑是土力学设计中不可忽视的因素。
本文将介绍位移及拱效应下的土压力计算方法，探讨其在工程实践中的应用。
我们来了解一下位移及拱效应的概念。
位移效应是指由于土体的变形形成的位移所引起的土体应力变化。
在某些情况下，土体内部的变形会形成拱形结构，使得土体内部的土压力分布发生改变。
拱效应是指这种拱形结构对土压力的影响。
位移及拱效应的存在使得土压力的计算变得更加复杂和精细化。
简析土压力计算的方法及运用
建筑・ 规划 ・ 设计
２１ ０ ０年第 ５期
简析 土压 力计 算 的方法及运 地 产 开发 有 限 公 司 ， 龙 江 哈 尔滨 １０ ０ ） 黑 ５ ０ ０
摘 要： 土钉 支护 结构在基坑开挖 和使 用过程 中的受力 变形是一个极 为复杂的问题 ， 影响 因素很 多， 正确计算基坑 工程 中侧 向土压 力的分布和 大 小是 合 理 分 析 基坑 问题 的前 提 ， 然 土钉 支 护 的 工作 状 态与 重 力 式 挡 土墙 有较 大 的 区别 ， 为 一 种 工 程 处 理 方 式 。 于安 全 地 将 土 钉 支护 按 照 挡 虽 作 偏
土墙 来计 算 和 验 算 。 关键词 ： 土钉 支护 ； 构 ； 压 力 结 土
１ 概述
聚力 ， 为 内摩擦 角 。 ‘ ｐ
２ ． 要合理的进行基坑支护问题 的分析 ， 首先必须提出简单实用而尽可能 ２ 其它因素对土压力的影响 影响土压力的其它因素有 ： 基坑顶面的连续均布荷载 、 局部均布荷载、 土 合理的土压力计算模型。目 前关于基坑支护体系主动区土压力计算方法很 多 ， 分为 刚性支 护结构 土压 力和 柔性 支护结构 土 压力计 算两 类 。常 用 的计 体的扰动和地下水影响等。 可 在基坑顶面有连续均布荷载 Ｑ的土压力计算： 算方法如下：） １极限平衡理论为基础的土压力理论。有代表 的是早期建立 的利用滑楔理论推导出的库仑理论 （ｏ ｌ ，７ ３和由极限平衡理论推导 Ｃ ｕｏ １７ ） ｍｂ 砂 眭土 ：
在墙顶 ａ 点的 土压 力强度 为 ： Ｋ ａ （） ５ 出的 朗肯理论 （ ａ ｋｎ ８ ７。 ） 立在 实测和 模型 试验基 础上 的土 压力计 Ｒ ｎ ｉｅ１５ ）２建 算方法。 研究表明， 土压力是位移 、 时间、 土体强度指标的函数。 ） ３数值计算分 在墙顶 ｂ 的土 压力强 度 为 ：￣（＋ｈ Ｋ 点 ｏ ｑｒ） ａ （） ６ 粘性 土 ： 砂 ｌ 与 生土相 似 ， 土 压力只 比基 坑顶 面无 荷载时 增加 了 ｑ ａ 其 Ｋ。 析方法。它是随着计算机技术的发展而发展起来的土压力计算方法。 这里主要介绍用朗肯土压力理论分析基坑土钉支护结构上的土压力分 在基坑顶面有局部均布荷载对土压力的影响： 基坑顶面有局部均布荷载 荷载对墙背的土压力附加值仍为 ｑ ａ Ｋ， 其分布范｝ 嗣 理论上难以严格规定。 布。 目 在 前分析基坑土钉支护结构的土压力分布接近于经典土压力分布的 定 时， 土体的扰动对土压力的影响 ： 在软土区施工， 不可避免会对土体有扰动， 性 结果 。 它会 破坏土 的结 榭 陛 ， 土 的抗剪 强度 和 内磨 擦 角 ， 大 了墙 背 土压力 。 降低 增 如 ２ 支护结构土压力的理论计算 特别在基坑内侧 ， 极易造成支护结构变形过大甚至整体性 ２１ 土 压力 的理沦 冲 苒。土压 力的分 布模式 是—个 复 杂的 问题 ， ． 工程 经验表 果施工扰动严重， 明， 支护结构的刚度 、 支撑的刚度 、 施工 的时空效应 、 土体的性质对土压力的 失 稳 。 地 下水 对 土压 力 的影响 ：工 程上 一 般忽略 水 对砂 土抗 剪强 度指 标 的影 分布和 变化起 控制 作用 。通 过现 场测 试和室 内模 型试 验分析 表 明。如图 １２ 、 所示， 古典的朗肯土压力或库仑土压力分布模式与实测的土压力分布存在差 响 ； 对于 特 ｌ ， 含水量 的增 加 ， 的抗 剪 强度 和土 钉 与土体 之 间的 界 但 生土 由于 土 面粘结强度明显降低 ， 导致墙背土压力增大； 另外 ， 地下水位以下的土重度应 异 ， 主要是 由理论 假设 和变形 引起 的 。 这 取浮重度 ， 并计人地下水对墙壁背的静水压力 此时， 墙背上总侧压力为 ｎ ， ｔ， ， ， 一 土压力 和水压 力之和 。 由于 排水 不畅或 地下 水管 破裂造 成 的水患 是基坑 支护 的大敌 ， 对降水或排水考虑不周是众多基坑工程支护失败最重要原因之一。 ３ 基坑 支护 结构土 压力计 算 的其他 研 究成果 简介 ＼ Ｖ ＼ 静止 Ｇ ｈ １９ ） ｏ （９ ３用有限元法研究了刚性挡土墙的性状， 分析结果揭示 了在预 ｌ １ 、 ／— — ｎ ， ， ｜＜ ／ ‘ 一一 ／ 估 水平 土压 力的 时墙和 土体 的位 移非常 重要 ，研究 表 明 只有在 靠近 墙顶 ２ ｉ ３ ｜ Ｉ ／ 一— — ＼ 实删值 ／ ／ ｔ ＼ 、 霎 的范 围内作用 于墙 上 的土压力 接 近主动 土压 力的极 限状 态 ， 由此 提 出了计 并 、 。 一 ， 。’ ＼ ’。 。 ’。 ＼ 一 — 一 ＼ 二 算砂 ｌ 生土填料的刚性挡土墙压力的简化方法。 ＼ 古典被动土压力 八 。 、 Ｆ ｎ（９ ４通过砂性土的模型试验研究了不同墙体变形模式下的被动 ａ ｇ１９ ） 图 １古典 土压 力分布模 式 图 ２古典 理论 土压 力与 实测值 的对 比 土压力， 结果发现被动土压力的发挥陛状与墙体的位移形式有关。在墙平移 通过图 ２的古典理论土压力与实测值 的对 比， 我们发现在支护结构上部 的情况下， 实测的被动土压力系数 比朗肯理论计算大， 库仑理论计算小而 比 至基坑底部的主动土压力分布实测值与古典值相似 ， 都是呈线形分布。故由 与太沙基滑楔理论得到的很接近。 以上分析， 我们在计算土钉支护结构土压力分布时采用古典的朗肯土压力计 应宏伟 （ ９ ） １ ７对支撑式柔 眭 ９ 挡土结构的两侧土压力作了研究， 分析了开 算模式。这 的计算方法相对合理。瑚将分布计算模型图示如图 ３ 样 。 挖过程中柔性挡结构土压力的分布和变化规律 ， 初步探讨 了当土墙刚度因素 支护结构上半部分（ 地面至基坑底部） ： 对 主 、 动土 压力 的影 响。 被 ／ ／ ／ 朗肯土压力理论假定 ： 挡土 章胜南（９ ８经过分析指出围护结构穿过的各土层 的渗透ｌ １９ ） 生变化及土 ＿、 墙墙背竖直，填土面水平 ，墙背 层 的不 同分布都将对围护结构的水压力分布产生影响， 这与工程中常用的水 ＼ ＡＢ在土压力作用下背离填土向 土分算及水土合算两种方法在概念上及计算结果上都存在较大的差别。 外 运动 ， 到极 限平 衡状 态 ， 达 即朗 ｒ ｃ． 李广信 （ ０ ） ２ ｏ发现基坑支护结构上实测的内 ０ 力常常远 比 用经典土力学 ｊ 肯主动状 态土体处于极限平衡 理 论 计算 的数值 小 ，在 计 算方法 和水 土相互 作用机 理 方 面对水 土 “ 分算 ” 和 ＼ 时，作用在挡土墙上的水平作用 “ 合算” 问题的分析和讨论提出在一定条件下“ 水土合算 ” 可能有一定的微观 ＼ 力即为朗肯主动土压力。现认为 结构基础， 指出土力学参数有待进一步研究。 、 ＼ 结 束语 作用在悬臂支 挡结构上的土压力 ＼ 符合朗肯土压 力的极限平衡状 综 上所述 ， 们将 计算基 坑 支护结 构在 基坑 底部 到水平 面用 朗肯 土压力 我 态。 公式计算的土压力 ， 分析这部分的土内力时则将其 当作挡土墙 汁算。 实际上， 图 ３ 故 可计算支护结构 上每一 据以往的资料分析， 基坑支护结构上的土压力计算是很复杂的， 这是由于土 点 的主动 土压力 大小 如图 ３所示 体本身的复杂性造成的 ， 且土钉支护背侧与土体 的粘结也是复杂的， 同时由
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B C E
υ A
无粘性土主动土压力的计算
无粘性土主动土压力的计算
正弦定律
计算自重
无粘性土主动土压力的计算
主动土压力是假定一系列破坏面计算出的土压力 中的最大值
无粘性土主动土压力的计算
无粘性土被动土压力的计算
无粘性土被动土压力的计算
W代入
无粘性土被动土压力的计算
当挡土墙向填土方向挤压时，最危险滑动面上的P值一 定是最小的，因为此时滑动土体所受阻力最小，最容易 被向上推出，所以作用在墙背上的被动土压力EP值，应 是假定一系列破坏面上计算出的土压力最小值Pmin
A σ
Rankine土压力理论的基本原理和基本假定
墙后土体处于朗肯主动土压力状态时，土体剪切 破坏面与竖直面的夹角为45°-Ф/2；当墙后土体处于 朗肯被动土压力状态时，土体剪切破坏面与水平面的 夹角为45°-Ф/2。
Rankine主动土压力计算
基本计算公式
（5－8）
朗肯理论的主动土压力系数
无粘性土的主动土压力计算
5.3 朗肯土压力理论
Rankine土压力理论和Coulomb土压力理论 是计算主动土压力和被动土压力的两种基 本理论。 朗肯土压力理论：根据半空间的应力状态 和土的极限平衡条件得出土压力的计算方 法。
Rankine土压力理论的基本原理和 基本假定
基本原理
认为墙后填土达到极限平衡状态时，与墙背接 触的任一土单元体都处于极限平衡状态，然后根 据土单元体处于极限平衡状态时应力所满足的条 件来建立土压力的计算公式
朗肯与库仑土压力理论存在的主 要问题
在实际工程中， 当墙背倾斜角较大超 过一定范围后，滑动 块体不会沿墙背滑动， 而是沿着途中某一平 面滑动，即产生所谓 的第二滑裂面
朗肯土压力理论的优缺点
朗肯土压力理论应用半空间中的应力状态 和极限平衡理论计算土压力，概念比较明 确，公式简单，应用方便，对于粘性土和 无粘性土都可以用该公式直接计算，故在 工程中得到青睐。但为了使墙后填土中的 应力状态符合半空间应力状态，必须假设 墙背是直立光滑的，填土面是水平的，因 而使其应用范围受到限制，并由于该理论 忽略了墙背与填土之间摩擦的影响，使计 算的主动土压力偏大，被动土压力偏小。
Ep
影响土压力的主要因素
影响土压力的主要因素:主要是挡土墙的位 移方向和位移量的大小；其次是挡土墙的 性质及填土的性质
5.2 静止土压力计算
静止土压力只发生在挡土墙为刚性，墙体 不发生任何位移的情况，实际工程中，作 用在深基础侧墙或者U形桥台上土压力，可 近似看作静止土压力。 按照水平向自重应力的计算公式确定
基本假定
土体是具有水平表面的半无限体，挡土墙是 刚性的，墙背竖直光滑。 采用这样假定的目的是控制墙后单元体在水 平和竖直方向的主应力方向。
Rankine土压力理论的基本原理和基本假定
Rankine土压力理论的基本原理和基本假定
τ 主动状态 被动状态
f c tg
O σxmin=ea σx=K0σz σz σxmax=ep
挡土墙位移对土压力分布的影响
挡土墙的上端和下 端都向外移动，当 位移的大小未达到 足以使填土发生主 动破坏时，压力也 是称为曲线分布， 当位移超过某一值 后填土将发生主动 破坏，应力成直线 分布。
工程中挡土墙的土压力计算
实际工程中所遇到的土压力计算往往比较 复杂，有时不能直接用朗肯和库仑土压力 理论求解，需要某种近似方法简化处理 填土表面有局部均布荷载时的土压力计算 坦墙墙背上的土压力 折线墙背面上的土压力 开挖情况下的土压力 地震时的土压力
主动土压力
挡土墙背离填土方向转动或移动时，随着位移量的 逐渐增加，墙后土体受到的土压力逐渐减小，当墙后填 土达到极限平衡状态时，土压力降为最小值，这是作用 在挡土墙上的土压力。
Ea
被动土压力
挡土墙向着填土方向转动或移动时，随着位移量的 逐渐增加，墙后土体受到挤压而引起土压力逐渐增大， 当墙后填土达到极限平衡状态时，土压力增大为最大值， 这是作用在挡土墙上的土压力。
由于各层填土重度不同，使得填土竖向应 力分布在土层交界面上出现转折
由于各层填土粘聚力和内摩擦角不同，所 以在计算主动或被动土压力系数时，需采 用计算点所在土层的粘聚力和内摩擦角
填土为成层土时的土压力计算
5.4 库仑土压力理论
假设挡土墙刚性、墙后填土为无粘性土。以整个滑动土体上 力的平衡条件来确定土压力 库仑理论假定墙后土体中的滑裂面是通过墙踵的平面 库仑土压力理论：根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一 滑动楔体时，从楔体的 静力平衡条件得出土压力的理论。
考虑位移的土压力计算公式可表达为：
非极限土压力的计算
考虑位移的土压力计算公式能反映位移对 土压力的影响，适用于非极限位移时土压 力的计算，这样计算得到的土压力比主动 土压力大，比被动土压力小。在基坑开挖 工程中有实用价值。
2．土压力随时间的发展规律
土体具有随时间而变化的特性，即流变特 性。
土体的剪应力松弛特性对挡土建筑物的土 压力有很大影响。 应力松弛的结果使主动土压力增大，而使 被动土压力减小，最后两者都趋于静止土 压力。 挡土墙的位移和时间因素是耦合作 用的，根据位移和时间对土压力的影响分 析，可将土压力的计算表示为下面的公式：
填土表面有局部均布荷载时的土压力计算
均布荷载自墙后某一距离开始连续分布
填土表面有局部均布荷载时的土压力计算
均布荷载分布在墙后某一宽度范围内
坦墙墙背上的土压力
开挖情况下的土压力
5.6非极限土压力的计算
1．考虑位移时的土压力计算 在相同条件下，非极限土压力大于主动土压力， 小于被动土压力。即：
粘性土的主动土压力计算
有均布荷载时粘性土的主动土压力
粘性土的主动土压力计算
有荷载
出现拉力区
不出现拉力区
Rankine被动土压力计算
基本计算公式
（5－8）
无粘性土被动土压力的计算
无粘性土被动土压力的计算
粘性土被动土压力的计算
粘性土被动土压力的计算
填土中有地下水时的土压力计算
当墙后填土中有水时，需考虑地下水位以下的填 土由于浮力作用使有效重量减轻引起的土压力减 小，水下填土部分采用浮容重进行计算。
库尔曼图解法
上述的库仑土压力计算是基于填土表面为 平面的假定建立的，若填土的表面不是平 面，而是折线或曲线时，就不能应用前述 解析解直接计算，此时可以用图解法。
库尔曼图解法
库尔曼图解法
C1 F m1 υ n1 A 90-ε-υ0 L W1
粘性填土的土压力
粘性填土与无粘性填土相比，抗剪强度中 包括粘聚力的贡献，因此采用库仑土压力 理论对滑动块体进行受力分析时，当墙后 填土达到极限平衡状态时，力矢多边形需 考虑墙背面和滑动面上粘聚力。
无粘性土的主动土压力计算
P157 5.5-1.墙后填土表面有连续均布荷载的情况,当 挡土墙墙后填土面有均布荷载q作用时，若填土重
度为ϒ,则将均布荷载换算成的当量土层厚度为q/ ϒ
粘性土的主动土压力计算
ea=0
粘性土的主动土压力计算
临界深度：对墙后填土为粘性土的挡土墙， 若离填土面某一深度处的主动土压力等于 零，则该深度称为临界深度。 墙后为粘性填土时的主动土压力强度包括 两部分：一部分是由土自重引起的土压力， 另一部分是由土的粘聚力引起的土压力。
朗肯与库仑土压力理论的适应性
朗肯理论求得的是墙背各点土压力强度分布，而 库仑理论求得的是墙背上的总土压力 朗肯理论适用于填土表面为水平的无粘性土或粘 性土的土压力计算 库仑理论只适用于填土表面为水平或倾斜的无粘 性土，对粘性土只能用图解法计算 被动土压力的计算常采用朗肯理论 挡土墙在满足墙背直立光滑且填土面水平的条件 下，库仑土压力理论与朗肯土压力理论计算得到 的土压力是一致的
土压力的影响 因素及其计算 方法
5.1 概述
在港口、水利、路桥及房屋建筑等工程中， 挡土结构物（挡土墙）是一种常见的建筑 物。 挡土结构物的作用是用来挡住墙后的填土 并承受来自填土的压力。
土体作用在挡土结构物上的压力称为土压 力 本章的任务是讨论土压力的大小和分布规 律的确定方法
概述
概述
土压力随时间的发展规律
5.7 挡土墙的设计与计算
1.挡土墙的类型选择
常用的是重力式、悬臂式与扶壁式三种 重力式挡土墙 悬臂式挡土墙 扶壁式挡土墙 锚定板挡土墙 加筋土挡土墙
2 挡土墙断面尺寸的确定
挡土墙断面尺寸常用试算法确定。首先， 根据挡土墙所处的条件(工程地质、填土性 质、墙体材料和施工条件等)，凭经验初步 拟定断面尺寸，然后进行挡士墙稳定性和 强度的验算，以判断是否满足有关规范或 规定的要求。如果达不到要求，则须调整 断面尺寸或采取其他措施，重新进行验算， 直到符合安全可靠、经济合理的要求为止。
如果墙后填土中有稳定渗流，那么在建立 滑动土体静力平衡条件时，还应考虑渗流 力的作用。
土压力问题的讨论
朗肯与库仑土压力理论存在的主要问题 朗肯与库仑土压力理论的适应性 三种典型土压力理论在实际工程中的应用 挡土墙位移对土压力分布的影响
朗肯与库仑土压力理论存在的主要问题
朗肯理论基于土单元体的应力极限平衡条件来建 立，采用的假定是墙背竖直光滑，填土面为水平， 其计算结果偏于保守。 库仑土压力理论基于滑动块体的静力平衡条件来 建立，采用的假定是破坏面为平面。但当墙背与 填土的摩擦角较大时，在土体中产生的滑动面往 往是一个曲面，会产生较大的误差。