关于挡土墙的土压力计算在路基路面工程中的教学探讨
重力式挡土墙设计中土压力的计算
埋深ｄ １ ｍ～ ． 取 ． ２０ ０ ｍ，计算 挡墙 的土压 力 。
计算 结 果见 表 １ 表３ 一 。其 中 ，Ｅ 表示 挡 土高度 ａ 加 埋 深 的主 动 土压 力 ；Ｅ ， 挡 土 高度 内的主 动土 ａ为 压 力 ；△ 为 减 ， 的值 ；肋 为 被 动土 压 力 。埋
土 压 力 计 算 是 个 比较 复 杂 的 问题 ， 至 今 仍 沿 用
仑 土压 力理论 的计 算偏 差主 要是 由于其 假设 滑 裂 曲 面为 一 平 面 而 引 起 的 。计 算 主 动 土 压 力 时 偏 差 为
２ ｌ ％，可 以满足 实 际工 程所 要 求 的精度 ：但 计 ％～ ０
在利用 理正挡 墙设计 软件设计 挡墙 时 ．主动土 压力 的计算 高度取 墙顶至 墙趾 的垂 直距离 ．即挡土
同的 ，仰 斜式 挡 墙 的土 压力 最小 ，俯 斜式 的最大 ，
直立 式居 中 ，所 以笔 者认 为不 论 墙 背是什 么 形式 。 用埋深 范 围内的被动 土压力抵 消主动 土压力 的说法
１ｋ ／ ９ Ｎ ｍ ，填土 内摩 擦角０ ３ 。 ＝ ５ ，墙 背与墙 后填 土摩
擦 角 ＝ ７５ ， 墙 背 倾 角Ｐ一 ５ １ （ － ．） Ｏ 、 １． 。 ． ｏ １＿ １ 、 ｏ ７ ０
５７ 。 １ ．） ．１ （ ： １ ，墙 背填 土 倾 角／ ３ ．。 １１ ） ０ ３ ３７ （ ：． ，挡 墙 ＝ ５
基设 计规 范》 公 路 挡土 墙设 计 与施 工技 术 细则 》 和《
的理念 ，利用抗 剪强度 相等 的原则 。通过计 算综 合 内摩擦 角 ，可 达到考 虑粘 聚力 的作用 。 的计算 公式 为 ：
（ ＝ ｒｔ （ ｎ ＋ ／ ） ｐ ａｃａ ｔ ￣ ｃ ｒ ｏ ｎ ａｏ ｔ
加筋挡土墙的墙背土压力计算
加筋挡土墙的墙背土压力计算挡土墙是一种用于抵御土体压力的结构。
当挡土墙背后有土体施加压力时，我们需要计算墙背土的压力。
墙背土压力计算是一个复杂的过程，需要考虑各种因素，包括土体性质、墙体几何形状、土体排水等。
首先，我们需要确定土体的性质。
土体通常可以根据其颗粒大小和类型进行分类。
常见的土体类型包括砂土、黏土和淤泥等。
每种土体都有不同的重力和内摩擦角。
通过对土的取样和实验室测试，我们可以确定土体的内摩擦角，这是计算墙背土压力的重要参数。
其次，我们需要确定挡土墙的几何形状。
挡土墙通常可以分为重力式挡土墙和加筋挡土墙两类。
重力式挡土墙是通过自身的重力来抵抗土体压力的，而加筋挡土墙则在墙体内部设置钢筋或其他增强材料，以增加挡土墙的抗压能力。
钢筋的数量和布置方式以及挡土墙的高度和倾斜度都会影响墙背土的压力计算。
墙背土的压力计算方法主要有以下几种：1.无侧限土体压力计算：该方法基于土体的内摩擦角来计算墙背土的压力。
这种方法适用于侧面没有支撑结构的挡土墙，例如自然开挖的土坡。
2.差异限土体压力计算：该方法考虑了土体侧向变形引起的应力差异。
在计算过程中，墙背土的侧向应力从零到最大值逐渐增加，以考虑土体的侧向变形。
这种方法适用于墙背土有一定侧限支撑的情况。
3.等单位体积土体压力计算：该方法假设挡土墙背后的土体形成了一个平衡体系，每个单位立方体积的土体在倾斜平面上受到的压力相等。
这种方法适用于土体的侧向变形比较大的情况，例如高度较大的挡土墙。
除了考虑土体的性质和墙体的几何形状外，还需要考虑土体排水对墙背土的影响。
土体的排水性能对墙背土的压力分布有重要影响。
如果挡土墙背后的土体有较好的排水性能，墙背土的压力将得到合理分布，从而减小对挡土墙的侧向压力。
总之，挡土墙的墙背土压力计算是一个复杂的过程，需要综合考虑土体性质、墙体几何形状、土体排水等因素。
以上是对墙背土压力计算的一些简要介绍，详细计算需要根据具体的工程条件进行。
挡土墙土压力计算
Ea
sin(
)
（2）破裂面交于路基 以图b为例，破裂棱体的断面面积S为
S
1 2
(a
H
)2 (tan
tan )
1 2
(b
a
tan )a
a
H
tan
H
tan
b
a h0
G (A0 tan B0)
Ea
A0
t an
B0
cos( sin(
) )
dEa / d 0
tan tan cot tan ( B0 tan )
Ea 1 H 2 sec2 cos( )sin( ) cos( )
2
cos( )
sin( )
Ea
1
2
H 2Ka
1
2
H2
cos2
cos(
cos2 ( ) )[1 sin( )sin(
)
]2
cos( ) cos( )
令dEa/dθ=0
Ex Ea cos( )
Ey
1.4车辆荷载换算及计算参数
1.车辆荷载换算
原则：近似地按均布荷载来考虑，并将 其换算为容重与墙后填土相同的均布土 层。
1）按墙高确定的附加荷载强度进行换算
2）根据破裂棱体范围内布置的车辆荷裁 换算
墙后破裂棱体上的车辆荷载换算为重度 与墙后填土相同的均布土层，其厚h0为
h0
Q
B0L
2.计算参数
（1）填料的计算内摩擦角和重度 当缺乏可靠试验数据时，填料内摩擦角φ可选用经验数据
（2）墙背摩擦角δ 主要有墙背的粗糙度(墙背愈粗糙，δ值愈大)、填料的性质(φ值愈大，δ值愈大)
和墙后排水条件(排水条件愈好，δ值愈大)等。
浅述挡土墙设计中土压力系数的计算
浅述挡土墙设计中土压力系数的计算赵宏军【摘要】在改革开放40年的今日中国,基本建设如火如荼:不论是工业建、构筑物还是民用建筑,如雨后春笋般拔起.由于种种原因,有些项目有可能会建造在高差悬殊的场地,挡土墙的设置就是解决这种高差悬殊场地的方法之一.挡土墙的设计,主要是由挡土墙后填土土压力决定,而土压力计算前,首先需要计算出土压力系数值.土压力系数的计算公式多而复杂、并且有各种适用条件.本文将介绍挡土墙设计时如何选用正确合理的土压力系数计算公式.【期刊名称】《建材与装饰》【年(卷),期】2019(000)013【总页数】2页(P79-80)【关键词】土压力系数;计算公式;注意事项【作者】赵宏军【作者单位】山西省北极熊环境科技有限公司山西太原 030006【正文语种】中文【中图分类】TU432挡土墙是土木建筑、水利水电、铁路交通等工程建设中经常遇到而广泛采用的一种构筑物，属于特种结构范畴。
不论按照其材质和档土原理分为重力式挡土墙还是非重力式挡土墙，都是与其墙后填土密不可分的。
根据挡土墙是否移动或转动以及移动或转动方向的不同，墙后填土从而产生三种土压力：主动土压力、静止土压力、被动土压力。
每一种土压力的计算，都需要先计算相应的土压力系数。
土压力系数计算是否合理、准确、简洁，将直接影响土压力的计算结果，进而影响挡土墙的稳定、安全及造价。
1 主动土压力系数Ka计算主动土压力：挡土墙在墙后填土土压力作用下，墙背向离开填土方向移动或转动，当墙后填土达到极限平衡状态时，土压力为最小值。
（1）根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）附录L，计算主动土压力系数Ka值：注意：①规范里这个Ka计算公式，已经包含了地表均布荷载的影响，因此在计算主动土压力Ea的公式里，h是取挡土墙的实际高度值。
②规范里这个Ka计算公式，适用于墙后填土为粘性土和非粘性土。
（2）对于墙后填土为非粘性土，计算主动土压力系数Ka值：方法①：仍然可以采用1条的规范公式，只是令C=0，即可计算出Ka值；方法②：用库伦土压力理论计算主动土压力系数Ka值：《土力学与基础工程》公式（7-25）计算出Ka值；注意：a.《土力学与基础工程》公式（7-25）中α角度为挡土墙墙背与竖直线的夹角。
挡土墙上的土压力(建工用
三种土压力
§5.1 概述-土压力类型
1. 静止土压力
+ -
H
墙土间无位移，土墙压后力E
填土处于弹性平衡状
Ep
态，此时墙背上的土
压力称为静止土压力，
=记/为HE=o0。
地下室 E=E0
填土 E
地下室侧墙
-
H
1~5%
E0
Ea
=
zo
2c1
g1 Ka1
g1H1Ka2 2c2 Ka2
B
zo
Ea1
g1 φ1 c1 gg1H1H1K1Ka a1 2c2c1KaKa1
H1
g2 φ2 c2
Ea2
H2
n
C
(g(g1H1H1 1gg2H2H2 )2K)Ka2a 22cc2 KKaa2
s c g i Hi
pa
i 1
sh
gztg 2 (45o
§5.3 库仑土压力理论
§5.3 库仑土压力理论 假设条件：
墙后填土假设:是均匀的砂土
C.A.Coulomb (1776)
平面滑裂面假设：滑裂面为平面
刚体滑动假设：破坏土楔为刚体
G
c
一、主动土压力
C A
H
A
B
B 主动极限平衡状态
§5.3 库仑土压力理论 一、主动土压力
A
B
G
c 1.土楔体自重G
垂直于板面方向取1m长为计算单元 进行研究，
A
gφ
H1
B
gφ
H2
C 不透水层
土压力
Ka gH1
水压力
Ka (gH1+gH2) gwH2
6 挡土墙及土压力-PPT文档资料
土力学与地基基础
抗剪强度和土坡稳定分析
§6.2 朗肯土压力理论
一、基本原理 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。 1、假设条件 挡土墙背垂直
A
虚 构 挡 土 墙
墙后填土表面水平
挡墙背面光滑，即不考虑墙与 土之间的摩擦力。
pa 3
z 1
极限平衡条件
2
H
z(σ1)
z
o o tan 45 2 c tan 45 3 1 2 2
朗肯主动土压力强度
pa(σ3) 45o＋/2 处于主动朗肯状态，σ1方向竖直，
p zK 2 cK a a a
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。 根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为以下三种 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 。
E0
土力学与地基基础
(a)支撑土坡的挡土墙 (b)堤岸挡土墙 (c)地下室侧墙 (d)拱桥桥台
土力学与地基基础
抗剪强度和土坡稳定分析
一、挡土墙的位移与土体的状态
挡土墙土压力的大小及其分布规律受到墙体可能的移动方向、墙 后填土的种类、填土面的形式、墙的截面刚度和地基的变形等一系列
因素的影响。墙体位移是影响土压力诸多因素中最主要的。墙体位移
抗剪强度和土坡稳定分析
【例】设计一堵岩基上的挡土墙，墙高H=6.0m，墙后填土
为中砂，重度r=18.5kN/m3，内摩擦角φ= 30o。计算作用
挡土墙及土压力计算
第六章：挡土墙及土压力计算 挡土墙：为防止土体坍塌而修建的挡土结构。
土压力：墙后土体对墙背的作用力称为土压力。
一、三种土压力——根据墙、土间可能的位移方向的不同，土压力可以分为三种类型：1.主动土压力Ea ——在土压力作用下，挡土墙发生离开土体方向的位移，墙后填土达到极限平衡状态，此时墙背上的土压力称为主动土压力，记为Ea 。
2.被动土压力Ep ——在外力作用下，挡土墙发生挤向土体方向的位移，墙后填土达到极限平衡状态，此时墙背上的土压力称为被动土压力，记为Ep 。
3.静止土压力Eo ——墙土间无位移，墙后填土处于弹性平衡状态，此时墙背上的土压力称为静止土压力，记为Eo 。
二、三种土压力在数量上的关系墙、土间无位移，墙后填土处于弹性平衡状态，与天然状态相同，此时的土压力为静止土压力；在此基础上，墙发生离开土体方向的位移，墙、土间的接触作用减弱，墙、土间的接触压力减小，因此主动土压力在数值上将比静止土压力小；而被动土压力是在静止土压力的基础上墙挤向土体，随着墙、土间挤压位移量的增加，这种挤压作用越来越强，挤压应力越来越大，因此被动土压力最大。
即：Ea<Eo<Ep 三、静止土压力Eo 的计算 Eo =Ko *γ*H 2/2，(kN/m)式中： γ为填土的容重(kN/m3) ，Ko 为静止土压力系数，可近似取 Ko =1-sin φ'，φ'为土的有效内摩擦角。
H 为挡土墙高度，m 。
朗肯土压力理论——1857年，朗肯根据半空间应力状态下的极限平衡条件导出了土压力的计算公式；称为朗肯土压力理论。
1.主动土压力Ea m ——朗肯主动土压力系数；c ——填土的内聚力，（kPa ）；挡土墙墙高为H ，墙后填土的容重为γ ，内摩擦角为φ。
（对于砂土c=0）2.被动土压力Ep1/m ——朗肯被动土压力系数；库仑土压力理论——墙离开或挤向土体时的极限状态下，墙后形成一具有滑动趋势的土楔体，根据该土楔体的静力平衡条件求解。
6 挡土墙及土压力
C
A
W
P
B
R
抗剪强度和土坡稳定分析
2、取滑动楔体ABC为隔离体进行受力分析 (1)土楔体的自重W＝△ABCγ，γ为填土的重度，只要破坏面BC的位 置—确定，W的大小就是已知值，其方向向下； (2)破坏面BC上的反力R，其大小是未知的，但其方向则是已知的。反力
R 与破坏面BC的法线之间的夹角等于土的内摩擦角 ；
抗剪强度和土坡稳定分析
2、主动土压力（Ea） 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Ea 。 3、被动土压力（Ep） 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Ep。
总静止土压力作用点，位于墙底以上H/3=2m处。
土力学与地基基础
抗剪强度和土坡稳定分析
§6.2 朗肯土压力理论
一、基本原理 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。 1、假设条件 挡土墙背垂直
A
虚 构 挡 土 墙
墙后填土表面水平
挡墙背面光滑，即不考虑墙与 土之间的摩擦力。
临界深度 主动土压力
z0 2c /(
Ka ) 2.93m
Hk a 2C ka
Ea ( H z0 )(HKa 2c Ka ) / 2 42.6kN/m
1 1 ( H z0 ) (6 2.93) 1.02 m 3 3
主动土压力作用点距墙底的距离
土力学与地基基础
式中：k0——土的静止侧压力系数。 γ——土的容重
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关于挡土墙的土压力计算在路基路面工程中的教学探
讨
一、前言
路基路面工程中，挡土墙常用于保证道路的稳定和安全。
挡土墙的最基本作用是抵抗土体对其后方的推力，即土压力。
因此，如何进行挡土墙的土压力计算是其使用的前提。
本文旨在探讨挡土墙的土压力计算在路基路面工程中的教学问题。
二、挡土墙的土压力计算
1. 土压力原理
在挡土墙背后的土体中，由于重力作用，土体将会产生作用在墙面上的推力，即土压力。
这个推力的大小和方向随着土体的特性、挡土墙的位置和结构等因素有关。
因此，对于挡土墙的选型和设计、施工等都需要进行土压力计算。
2. 挡土墙的土压力计算方法
2.1. 应力分块法
应力分块法是一种经典的挡土墙土压力计算方法，其基本思想是将土压力按不同深度分块计算，再将不同深度的土压力进行合成得到总土压力。
2.2. 经验公式法
经验公式法是一种简单常用的计算方法，其基本思想是根据挡土墙的特性和土体的特征，通过统计分析等手段得到的经验公式计算土压力。
3. 土压力计算的实践应用
挡土墙的土压力计算需要掌握土壤力学等相关知识，并在实际工程应用中对其进行计算和验证。
在教学中，可以通过课堂讲解、示范演示、实习等方式帮助学生掌握土压力计算方法及其应用。
三、教学探讨
1. 教学内容设计
针对挡土墙土压力计算，在教学中可以按照基本原理、计算方法、实际应用等方面进行内容设计，从而帮助学生全面掌握挡土墙土压力计算的相关知识。
2. 教学方法探讨
在教学方法上，可以采用讲解课、案例分析、计算演练等方法，帮助学生理解和掌握土压力计算方法，并通过实验实习等方式进行实践应用。
3. 教学效果评估
教学效果评估是教学过程中重要的一环，可以通过课堂提问、作业检查、综合实验等方式进行评估，以保证教学效果。
四、结论
挡土墙的土压力计算是其选型、设计、施工等的前提，针对其在路基路面工程中的教学，需要掌握土壤力学等相关知识，并通过实验实习等方式进行实践应用，从而帮助学生全面掌握其相关知识。