基于CSF理论的地震主动土压力计算方法
主动土压力 被动土压力 计算 excel
标题：深度探讨主动土压力和被动土压力的计算方法在土木工程和建筑领域，土压力是一个重要且复杂的问题。
主动土压力和被动土压力作为其中的重要概念，对土壤力学和结构设计有着重要的影响。
本文将深入探讨主动土压力和被动土压力的计算方法，并结合实际案例和Excel计算进行详细的分析和阐述。
一、主动土压力的计算1. 主动土压力的定义主动土压力是指土壤对于支撑结构施加的压力，通常是指土壤对于墙体的侧向压力。
在土木工程中，主动土压力是结构设计中必须考虑的重要参数之一。
2. 主动土压力的计算公式根据土力学的理论，主动土压力可以通过柯尔蒂斯公式来计算，公式如下：KaγH^2/2其中，Ka是土压力系数，γ是土的单位重，H是土壤高度。
通过这一公式，我们可以简单快速地计算出主动土压力的大小。
3. 实际案例分析举例来说，我们可以考虑一个简单的挡土墙结构，墙高5米，土的单位重为18kN/m³，土压力系数为0.35。
通过柯尔蒂斯公式的计算，我们可以得出挡土墙所受的主动土压力大小为315kN。
这个例子展示了主动土压力的计算方法以及其在实际工程中的应用。
二、被动土压力的计算1. 被动土压力的定义被动土压力是指支撑结构对土壤施加的反向压力，通常是指土壤对于桩基或承台的侧向压力。
在基础工程中，被动土压力是一个关键的设计参数。
2. 被动土压力的计算公式根据土力学的理论，被动土压力可以通过阿基米德原理来计算，公式如下：KpγH^2/2同样，其中Kp是土压力系数，γ是土的单位重，H是土壤高度。
通过这一公式，我们可以准确地计算出被动土压力的大小。
3. 实际案例分析假设我们有一个桩基基础工程，桩的长度为15米，土的单位重为20kN/m³，土压力系数为0.4。
通过阿基米德原理的计算，我们可以得出桩基所受的被动土压力大小为900kN。
这个例子展示了被动土压力的计算方法以及其在实际工程中的应用。
三、个人观点和总结回顾通过本文的深入探讨，我们了解了主动土压力和被动土压力的计算方法，并且结合实际案例进行了详细的分析。
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。
关于地震主动动土压力计算公式探讨(1)
关于地震主动动土压力计算公式探讨(1)摘要：水工建筑物地震主动动土压力计算较为复杂，在现行《水工建筑物抗震设计规范》中提供的计算公式存在一定缺陷。
通过大量计算分析及验证，对现行规范计算公式提出了改进意见，供大家借鉴。
关键词：地震主动动土压力抗震规范1前言水工建筑物地震动土压力计算问题十分复杂，国内外目前大多采用在静土压力的计算式中，增加对滑动土楔的水平向和竖向地震作用，以此近似估算主动动土压力值。
鉴于近似计算的滑动平面假定，在计算被动土压力时与实际情况差得很远，使结果不合理。
因此，规范规定，地震被动动土压力计算应结合工程经验作专门研究。
本文只针对主动动土压力计算公式进行分析。
利用《水工建筑物抗震设计规范》（sl203-97）中给出的计算公式进行地震主动土压力计算时发现，计算的结果与原规范偏差很大。
有的文献曾经分析过其中的取值，但不全面，现对公式中的某些数学符号进行比较分析，供大家借鉴。
2算例为便于分析，现举一实例进行分析。
某悬臂式挡土墙，墙后填土高度4.13 m，填土表面单位长度的荷重为0 kn/m，挡土墙面与垂直面夹角为0°，填土表面和水平面夹角为0°，土的重度的标准值取18.0 kn/m3，土的内摩擦角为30°，挡土墙面与土之间的摩擦角取三分之一土的内摩擦角，即10°。
3计算公式《水工建筑物抗震设计规范》（sl203-97）中给出的地震主动动土压力计算公式如下，其中ce应取公式中按“＋”、“－”号计算结果中的大值。
式中 fe——地震主动动土压力代表值（kn/m）；q0——土表面单位长度的荷重；ψ1——挡土墙面与垂直面夹角；ψ2——土表面和水平面夹角；h——土的高度；g——土的重度的标准值；j——土的内摩擦角；qe——地震系数角；d——挡土墙面与土之间的摩擦角；z——计算系数，拟静力法计算地震作用效应时一般取 0.25，对钢筋混凝土结构取0.35，本计算取z=0.35；ah——水平向设计地震加速度代表值，地震烈度ⅶ度为0.1 g，ⅷ度为0.2 g；av——竖向设计地震加速度代表值，av = 2 ah/3；g——重力加速度，9.8 m2/s。
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。
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。
土主动、被动土压力概念及计算公式综述
(45°+2ϕ+2c ·tg(45°+2ϕ ζ3=ζ1tg 2(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
a
0K 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。
主动土压力的计算如图6-9所示挡土墙,已知墙背AB倾斜,与竖直线的夹角为ε,填土表面AC是一平面,与水平面的夹角为β,若墙背受土推向前移动,当墙后土体达到主动极限平衡状态时,整个土体沿着墙背AB和滑动面BC同时下滑,形成一个滑动的楔体△ABC。假设滑动面BC与水平面的夹角为α,不考虑楔体本身的压缩变形。
2朗肯理论在其推导过程中忽视了墙背与填土之间的摩擦力,认为墙背是光滑的,计算的主动土压力误差偏大,被动土压力误差偏小,而库伦理论考虑了这一点,所以,主动土压力接近于实际值,但被动土压力因为假定滑动面是平面误差较大,因此,一般不用库伦理论计算被动土压力。
3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,而库伦理论只适用于填土表面为水平或倾斜的无粘性土,对无粘性土只能用图解法计算。
p p K H P 2
2
1γ=
(6-15式中:K P ——被动土压力系数,可用下式计算;
2
22cos(cos(sin(sin(1cos(cos
(cos ⎥
⎦
⎤
⎢⎣⎡--++--+=
βεδεβϕδϕδεεεϕp K
关于朗肯和库伦土压力理论的简单说明
1朗肯和库伦土压力理论都是由墙后填土处于极限平衡状态的条件得到的。但朗肯理论求得是墙背各点土压力强度分布,而库伦理论求得是墙背上的总土压力。
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土体主动、被动土压力是土力学中常用的概念。
土体主动土压力指土体对支撑结构施加的压力，而被动土压力指支撑结构对土体施加的压力。
在土木工程设计和施工过程中，准确计算土体主动、被动土压力是保证结构安全和经济的关键。
首先，我们来讨论土体主动土压力。
土体主动土压力是土体对支撑结构施加的水平压力，通常被描述为土体在一定深度下的水平压力或水平力矩。
主动土压力的大小取决于土体的性质、土体参数以及土体与支撑结构之间的摩擦力。
常用的主动土压力计算公式有以下几种：1.集中力法集中力法是最常用的计算土体主动土压力的方法之一、该方法假设土体的压力是一个合力作用在支撑结构上，在计算时通常使用Coulomb公式：F=Ka*γ*H^2/2其中，F是土体对支撑结构施加的水平力，Ka是活动土压力系数，γ是土体的重度，H是土体的深度。
Ka的数值通常根据土体的稳定性和内摩擦角确定，可以通过试验和经验公式得到。
2.力均衡法力均衡法是另一种常用的计算土体主动土压力的方法。
该方法利用支撑结构处的力均衡条件，将土体的压力视为一个三角形分布，计算土体压力的大小以及作用点的位置。
土体主动土压力的计算公式可以根据具体情况进行修正和优化，例如考虑土体的非饱和状态、土壤侧向变形等因素。
接下来，我们来讨论土体被动土压力。
土体被动土压力是支撑结构对土体施加的水平压力，主要由支撑结构的刚度和应变引起。
当土体受到施加压力时，土体会发生侧向变形，从而形成被动土压力。
被动土压力的大小取决于支撑结构的刚度和土体的性质。
常用的被动土压力计算公式有以下几种：1. Rankine公式Rankine公式是最常用的计算土体被动土压力的方法之一、该方法假设土体的压力是一个合力作用在土体底部，在计算时通常使用以下公式：F=KP*γ*H其中，F是支撑结构对土体施加的水平力，KP是被动土压力系数，γ是土体的重度，H是土体的深度。
KP的数值通常根据土体的稳定性和内摩擦角确定，可以通过试验和经验公式得到。
受地震影响挡土墙主动土压力的计算
受地震影响挡土墙主动土压力的计算挡土墙的主动土压力是挡土墙受地震影响时的一个重要参数，因此计算挡土墙受地震影响时的主动土压力是挡土墙设计的一个关键步骤。
挡土墙受地震影响时的主动土压力计算有多种方法，其中最常用的是基于弹性力学的计算方法。
在弹性力学的计算方法中，首先要确定挡土墙的地震动力参数，包括地震动力的幅值、频率等，然后根据地震动力参数计算挡土墙受地震影响时的主动土压力。
在计算挡土墙受地震影响时的主动土压力时，首先要根据挡土墙的设计要求确定地震动力的幅值和频率，其中，地震动力的幅值可以根据挡土墙的设计要求确定，一般来说，挡土墙的设计要求是按照规范设计的，因此，地震动力的幅值可以根据规范确定；地震动力的频率可以根据挡土墙的地质条件确定，一般来说，地震动力的频率取决于挡土墙所处的地质条件，如果挡土墙处于活动断层带，则地震动力的频率可以较高，而如果挡土墙处于稳定地质条件下，则地震动力的频率可以较低。
接下来，根据地震动力的幅值和频率，可以计算挡土墙受地震影响时的主动土压力。
根据弹性力学原理，挡土墙受地震影响时的主动土压力可。
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ζ值，zxz当土墙挤压土体使ζ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，ζx3z变为小主应力，ζ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,,2ζ=ζtg(45?+)+2c?tg(45?+) 1322,,2ζ=ζtg(45?-)-2c?tg(45?-) 3122土体处于主动极限平衡状态时，ζ=ζ=γz，ζ=ζ=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。
公路桥梁抗震设计黏性填土的地震土压力计算公式
附录C 黏性填土的地震土压力计算公式C.0.1地震主动土压力地震主动土压力按下式计算：2ea a ca1cos 22cos()E H qH K cHK αγαβ⎛⎫=+- ⎪-⎝⎭(C.0.1-1)式中：γ——黏性填土重度(kN/m 3)；H ——桥台高(m)；q ——滑裂楔体上的均布荷载(kN/m)；α——桥台背面与竖直方向之间的夹角(º)；β——填土表面与水平面的夹角(º)；c ——黏性填土的黏聚力系数；a K ——地震主动土压力系数；2a 22cos ()cos cos cos()1K ϕαθθααδθ--=⎡+++⎢⎣（C.0.1-2）ϕ——填土的内摩擦角(º)；δ——填土与桥台台背面的摩擦角(º)。
θ——地震角，按下表C.0.1取值：表C.0.1地震角取值表抗震设防烈度Ⅶ度Ⅷ度Ⅸ度地震角θ（º）水上 1.5 3.0 6.0水下2.55.010.0ca K ——系数，按式（C.0.1-3）计算。
ca 1sin cos K ϕϕ-=（C.0.1-3）地震土压力计算示意图如图C.0.1所示。
图C.0.1地震土压力计算示意图C.0.2地震被动土压力地震被动土压力按下式计算：2ep psp cp1cos 22cos()E H qH K cHK αγαβ⎡⎤=++⎢⎥-⎣⎦（C.0.2-1）式中：psp K ——地震被动土压力系数，由下式计算；222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos cos )(cos ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+---++-+--+=θαδβαθβϕδϕθαδαθθαϕpsp K （C.0.2-2）cp K ——系数，由下式计算；cp sin()cos cos cos K ϕθθθϕ-+=（C.0.2-3）他符号意义同式（C.0.1-1）。
C.0.3地震土压力作用的位置在q =0时，地震土压力作用位置可取在距桥台底H/3处；q ≠0时，H 要再加上q 折算的填土高度。
主动土压力计算
主动土压力计算
1 主动土压力计算
土压力计算是工程设计中一个重要的内容，它可以有效地帮助工
程师分析和控制地面结构的稳定和支撑系统的分析，合理地提高土结
构的可靠性。
一般的土压力计算一般通过两大类方法进行：反动力计
算法和主动土压力计算，两者之间也存在一定的区别。
一、反动力计算法
反动力计算法是通过计算反摩擦力、塑性变形、反弹力等来估算
土压力的，该法在分布在分析中具有较好的计算精度，在工程实际中
也可以获得一定的应用效果。
二、主动土压力计算
主动土压力计算是指利用承载力道理或力学分析进行计算的，主
要通过计算支承体的变形，并且建立变形和土压力之间的函数关系，
利用积分方法计算出土压力。
主动土压力计算受外部作用和结构本身
组合变形影响大，有较高的计算精度。
三、比较
从结果推断，相比于反动力计算法，主动土压力计算重受外部力
作用和结构本身变形影响，计算精度更高，应用更为广泛，可以有效
地满足工程需求。
但主动土压力计算较反动力计算难度较大、速度较慢，在计算大型和复杂土结构时尤其容易耗费大量的时间和计算能力。
总之，从精度和时间上考虑，反动力横向计算和主动土压力计算各有千秋，根据工程解决方案的不同，工程师应结合计算条件和实际需求灵活选择最佳的计算方法。
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土体主动被动土压力是土体在受到外界荷载作用时所产生的压力，主动土压力是土体对结构体施加的压力，被动土压力是结构体对土体施加的压力。
在土体与结构体的相互作用中，主动土压力会导致结构的变形，而被动土压力则会导致土体内部的应力分布。
土体主动土压力的计算公式可以使用库尔曼公式（Coulomb's equation）来进行估算。
库尔曼公式是一个经验公式，它描述了土体内部应力状态与土体属性之间的关系。
其公式如下：Pa=Ka*γ*H*H/2其中，Pa为主动土压力，Ka为活动土压力系数，γ为土体的单位体积重量，H为土体的高度。
活动土压力系数Ka是一个和土体性质有关的参数，它表示了土体的内摩擦角度和地面倾斜角度之间的关系。
常见的计算Ka的方法有查表法、试验法和根据土壤层理进行推测等。
土体被动土压力的计算公式可以使用考虑摩擦角的库尔曼公式（Coulomb's equation considering friction angle）来进行估算。
该公式如下：Pp=Kp*γ*H*H/2其中，Pp为被动土压力，Kp为被动土压力系数，γ为土体的单位体积重量，H为土体的高度。
被动土压力系数Kp是一个和土体性质有关的参数，它表示了土体与结构体之间的摩擦阻力和结构体摩擦角度之间的关系。
常见的计算Kp的方法有查表法、试验法和根据结构体材料进行推测等。
需要注意的是，土体主动和被动土压力都是一种估算值，实际情况可能会有一定的偏差。
在工程设计中，还需要考虑土体颗粒间的相互摩擦力、土体自重、结构体的变形等因素，综合考虑后确定土体主动和被动土压力的具体数值。
总之，土体主动被动土压力的概念是描述土体在受到外界荷载作用时所产生的压力，计算公式可以使用库尔曼公式来进行估算。
活动土压力系数和被动土压力系数是与土体属性有关的参数，需要根据实际情况进行计算。
公路桥梁抗震设计黏性填土的地震土压力计算公式
附录C 黏性填土的地震土压力计算公式C.0.1地震主动土压力地震主动土压力按下式计算：2ea a ca1cos 22cos()E H qH K cHK αγαβ⎛⎫=+- ⎪-⎝⎭(C.0.1-1)式中：γ——黏性填土重度(kN/m 3)；H ——桥台高(m)；q ——滑裂楔体上的均布荷载(kN/m)；α——桥台背面与竖直方向之间的夹角(º)；β——填土表面与水平面的夹角(º)；c ——黏性填土的黏聚力系数；a K ——地震主动土压力系数；2a 22cos ()cos cos cos()1K ϕαθθααδθ--=⎡+++⎢⎣（C.0.1-2）ϕ——填土的内摩擦角(º)；δ——填土与桥台台背面的摩擦角(º)。
θ——地震角，按下表C.0.1取值：表C.0.1地震角取值表抗震设防烈度Ⅶ度Ⅷ度Ⅸ度地震角θ（º）水上 1.5 3.0 6.0水下2.55.010.0ca K ——系数，按式（C.0.1-3）计算。
ca 1sin cos K ϕϕ-=（C.0.1-3）地震土压力计算示意图如图C.0.1所示。
图C.0.1地震土压力计算示意图C.0.2地震被动土压力地震被动土压力按下式计算：2ep psp cp1cos 22cos()E H qH K cHK αγαβ⎡⎤=++⎢⎥-⎣⎦（C.0.2-1）式中：psp K ——地震被动土压力系数，由下式计算；222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos cos )(cos ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+---++-+--+=θαδβαθβϕδϕθαδαθθαϕpsp K （C.0.2-2）cp K ——系数，由下式计算；cp sin()cos cos cos K ϕθθθϕ-+=（C.0.2-3）他符号意义同式（C.0.1-1）。
C.0.3地震土压力作用的位置在q =0时，地震土压力作用位置可取在距桥台底H/3处；q ≠0时，H 要再加上q 折算的填土高度。
主动土压力计算
主动土压力计算主动土压力是指土体对结构物产生的压力。
在土力学和岩土工程中，对主动土压力的计算是非常重要的，可以用于计算土与结构物之间的相互作用力，进而确定结构物的稳定性和安全性。
主动土压力的计算可以根据库仑和朗肯理论来进行。
库仑理论是主动土压力计算中最常用的一种方法。
根据库仑理论，主动土压力可以通过土体内部的土粒间摩擦力和土体与结构物的内摩擦力来计算。
具体计算方法如下：1.确定土壤参数：首先需要确定土体的黏聚力(c)和内摩擦角(φ)。
可以通过室内试验或现场勘察来获取这些参数。
2.确定土体的有效重量：有效重量即土体在垂直方向上对结构物的作用力，可以通过土壤的干重和饱和度来计算得出。
3.计算土体内部的土粒间摩擦力：土粒间摩擦力可以使用库仑公式来计算，即τ = c + σn * tan(φ)，其中τ为土粒间摩擦力，c为黏聚力，σn为土体的有效重量，φ为内摩擦角。
4.计算土体与结构物之间的内摩擦力：内摩擦力可以通过土体与结构物表面的摩擦系数(μ)和结构物与土体表面的有效压力(σn)来计算。
即τ=μ*σn。
5.计算主动土压力：主动土压力即土体对结构物的作用力，可以通过将土粒间摩擦力和内摩擦力相加来计算得到。
朗肯理论也是主动土压力计算中常用的方法之一、根据朗肯理论，主动土压力可以通过土体的侧限土压力和黏聚力来计算。
具体计算方法如下：1.确定土壤参数：同样需要确定土体的黏聚力(c)和内摩擦角(φ)。
2.计算土体的侧限土压力：侧限土压力可以通过土壤的黏聚力和内摩擦角来计算，即p = c + σn * tan(φ)，其中p为侧限土压力，c为黏聚力，σn为土体的有效重量，φ为内摩擦角。
3.计算主动土压力：主动土压力可以通过将侧限土压力减去土壤破坏时的抗力来计算，即Pa = p - σn * tan(φ)。
使用库仑和朗肯理论计算主动土压力时需要注意以下几点：1.黏聚力和内摩擦角的确定：准确确定土体的黏聚力和内摩擦角对计算结果的精度至关重要。
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。
主动土压力计算
主动土压力计算
首先，根据规范中给出的表格，确定土体的内摩擦角和均匀度系数。
内摩擦角是指土体的抗剪强度，均匀度系数是用于考虑土体的均匀性。
然后，根据建筑物的类型和地基的条件选择适当的公式计算主动土压力。
规范中给出了不同情况下的计算公式，如软土地基和硬土地基的计算
公式。
在计算主动土压力时，需要考虑土层的高度、倾角、土体的密度和斜
坡等因素。
根据规范的要求，通过横向均布载荷和土体的重力计算得到主
动土压力。
最后，根据主动土压力的计算结果与地基承载力的比较，确定地基的
稳定性和安全性。
如果主动土压力大于地基承载力，则需要加固地基或采
取其他措施来增加地基的承载能力。
总之，主动土压力计算是建筑地基基础设计中非常重要的一项工作，
它可以帮助工程师判断地基的稳定性和承载能力，并制定相应的设计方案。
准确计算主动土压力对于确保建筑物的安全性和可靠性至关重要。
主动土压力适用条件
主动土压力适用条件一、主动土压力的定义和形成条件主动土压力是指挡土墙在一定的位移条件下，土体对墙体施加的压力，其作用方向与墙体的位移方向相反。
要形成主动土压力，需要满足以下条件：1.挡土墙后土体处于极限平衡状态，即墙体在侧压力的作用下即将发生移动，但尚未发生。
2.墙体发生一定的位移，使土体受到挤压，产生反作用力。
这种位移可以是侧向位移或转动。
3.墙体后土体存在足够的抗剪强度，以支撑挡墙的推移力。
二、主动土压力的计算方法主动土压力的计算方法有多种，以下是常用的几种方法：1.库仑主动土压力公式：Ea=(1/2)γH²K。
其中，Ea为垂直方向上的主动土压力；γ为土壤重度；H为挡墙高度；K为库仑破裂角与45°之间的夹角。
该公式适用于无粘性土壤和砂性土壤。
2.朗肯主动土压力公式：Ea=γHKa。
其中，Ka为朗肯主动土压力系数，与土壤的内摩擦角、粘聚力和挡墙高度等因素有关。
该公式适用于粘性土壤。
3.弹性理论方法：基于弹性力学的基本原理，通过求解弹性方程来获得土压力的分布和大小。
这种方法适用于较复杂的情况，如非线性或非均质土壤。
4.数值分析方法：通过计算机模拟和数值计算来求解主动土压力问题。
常用的数值分析方法包括有限元法、有限差分法和边界元法等。
这种方法适用于具有复杂边界条件、非线性特性或动态加载的情况。
三、主动土压力的分布和影响因素主动土压力的分布取决于土壤的性质、挡土墙的位移方式和边界条件等因素。
一般来说，主动土压力在挡墙的底部达到最大值，并向挡墙的顶部逐渐减小。
影响主动土压力大小的因素主要包括以下几个方面：1.土壤性质与状态：土壤的密度、含水量、有机质含量和孔隙比等参数直接影响主动土压力的大小。
例如，密实度较高的土壤具有较大的抗剪强度，主动土压力相对较小。
2.挡土墙的位移方式和边界条件：挡土墙的位移方式和边界条件会影响土体对墙体的反作用力。
例如，挡墙的侧向位移或转动会使土体受到挤压，产生更大的反作用力。
主动土压力计算范文
主动土压力计算范文土压力计算是土力学中的经典问题，涉及到土壤力学的基本原理和公式。
土液力学是研究土壤的物理力学性质和土壤与水的相互作用的学科，其中土压力计算是其重要内容之一、下面将详细介绍主动土压力计算的基本原理和相关公式。
首先，我们先来了解一下主动土压力的概念。
主动土压力是指土壤对于结构物（如墙体、坑壁等）施加的向外的压力。
在土壤力学中，土体存在一种被动状态和主动状态，主动态指土体对于结构物施加的压力，也可以理解为土体向外推动结构物的力。
主动土压力是设计工程中需要考虑的重要因素之一主动土压力的计算公式主要基于库奇--努克斯理论（Coulomb's active earth pressure theory），基本公式为：Pa = Ka * γ * H² / 2、其中，Pa为主动土压力，Ka为主动土压力系数，γ为土体的单位重量，H为土体的高度。
主动土压力系数Ka可以通过土体的内摩擦角ϕ来计算，Ka = (1 - sinϕ) / (1 + sinϕ)。
对于水平排列的墙体或者坑壁，主动土压力系数Ka还可以通过土体的条件角ϕ'来计算，条件角是指在不动摩擦状态下土体的内摩擦角，也即是土壤与结构物接触处的摩擦角。
计算公式为：Ka = (1 - sinϕ') / (1 + sinϕ')。
主动土压力的计算还需要考虑土体的剪切参数，土体的剪切参数由土体的内摩擦角和土体内部的黏聚力决定。
在主动土压力计算中，可以使用简化的剪切参数取代实际的剪切参数，简化的剪切参数为：tanϕ =tan(ϕ') / sqrt(1 - (c'/σ')²)。
其中，c'为土体的黏聚力，σ'为有效正应力。
在实际计算中，需要根据工程具体情况确定土体的内摩擦角、黏聚力和有效正应力。
内摩擦角可以通过试验或经验确定，黏聚力可以通过试验测定，有效正应力可以通过土体的重度和水平应力计算得出。
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摘
要 ：常用的计算地震 土压力的方法是 Ｍ ｎｎｂ —Ｏ ａｅ法 ， ｏｏｏｅ ｋｂ 不考虑粘聚 力的影响。为 了解决
Ｍｏｏｏｅ ｋｂ 的不 足 ，文 中按 照 临界 滑 动 场理 论 （ Ｓ ） 提 出一 种 计 算 地 震 主 动 土压 力 的新 方 ｎｎｂ —Ｏ ａｅ法 ＣＦ
为填土表面倾角 。
面的坡角 ， 为填 土的内摩擦角 ）的情 况 ；②它不能 考虑 粘 聚 力 的影 响 ，只适 用 于砂 性 土 的计 算 。 边坡临界 滑动场 方法 （ Ｓ ） 的基本 思想与 数 ＣＦ
值模拟技术 ， 研究 了只满足力平衡条件的 Ａ Ｓ Ｃ Ｆ法 ， 以及 同时满 足力平衡 和弯矩平 衡条件 的 Ｐ Ｓ ＿ 。本 Ｃ Ｆ６
・
１ ・ ４
路 基 工 程 Ｓｂｒ ｅ ｎｉ ｅｎ ｕｇ ｄ ｇ ｅｒｇ ａ Ｅ ｎ ｉ
２ １ 第 ６期 （ ００年 总第 １３期 ） ５
基 于 Ｃ Ｆ理论 的地 震 主动 土压 力计 算 方法 Ｓ
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（．合肥７业大学土木 与水利工程学 院，合肥 １ －
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表 １ 本 文方 法与 Ｍｏ ｏ ｏ ｅ ｋ ｂ ｎ ｎｂ —Ｏ ａ ｅ法对 比 ｋ ／ Ｎｍ
过渡区内，滑面一般为曲线 ，条问力倾角 ０（ ）从 变到 占 ，参数 ，Ｏ 可按塑性应力分析确定。如图 ２ ，由表 ２可知：随水 平地震 系数 的增 大 ，土压力 随之增大 ；随着竖向地震
事路桥 、岩土 工程研 究。Ｅｍ ｉｗｎｃｅｇ ５ ＠１３ＣＢ －ａ ：ａｇｈｎ－ ５ ６．Ｏ 。 ｌ ５
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４一 告ｒ （ ）譬 （ ３分 对 ５ 詈一 ａｉ ＋ 一 ３ 。 ｃ ｓ ｎ ） 析比
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对 于 在 动荷 载 作 用 下 的 土压 力 ，目前 广 泛 采 用 的 是 Ｍ ｎｎｂ — ｋｂ ｏｏｏｅ Ｏ ａｅ法 ，它 是 在 库 仑 土 压 力 法 的
式中 为条块重量 ；Ｋ 为水 平地震影 响系数 ；Ｋ ｈ 为 竖 直 地震 影 响系 数 ；Ｃ， 分 别 为条 底 凝 聚 力 、 内
震加 速 度 引起 的惯性 力 ，并 通 过 假 定 条 间 力 函数 ，将 超 静 定 变 为 静 定 ，如 图 １ 和 图 ２ 通 过 递 推 公 式 ，
图 ２ 条 块 受 力 分 析
（） １ ，计算地震作用下的主动土压力 Ｅ 。
１
Ｅ ：；’；： ＝： — ： —— ： ； ：
文 将 ｃ Ｆ与 Ｍ ｎｎｂ — ｋｂ 法结 合 在 一起 提 出一 种 ｓ ｏｏｏｅ Ｏ ａｅ 计 算地 震 主 动 土压 力 的新 方法 。 １ 基 于 临界 滑 动 场理 论 的 地震 土压 力 计算 １ １ 土 体极 限平 衡 方程 ．
图 １ 滑 体 条块 划 分
假定挡 土墙后方土体沿某一滑动面滑动 ，滑面以 上滑体划分成若干个垂直条块 ，在每个条块 上加上地
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收稿 日期 ：２ ０ ０ ０ ９— ９—１ ４
系数的增大 ，土压 力 随之减 小 ，但影 响 较小 ，所 以， 有 的规范忽略了竖 向地震作用 的影响 ，这样偏于安全 。
基 金 项 目 ：国 家 ９ ３计 划项 目 （ ０８ Ｂ ２ ８ １ ７ ２０ Ｃ ４ ５ ０ ） 作 者 简 介 ：王 成 （９２一） １８ ，男 ，安徽巢湖 人 。硕 士研究 生 ，主要从
一ｒ ｓｓｆ４ ｝ ｃ ｉｉ药２ ｔ ｎ ） ０ ａ （＿９ ｎ ［ ｓｔ］ Ｉ ａ ｉ８ ｒｎ ｃｌ－ ｎ
法，数值计算结果表明 ，方法精度较 高，适合编程计算。
关键 词 ：Ｃ Ｆ；地 震 ；挡 土 墙 ；主动 土 压 力 Ｓ
中 图分 类号 ：Ｔ ４２ Ｕ ３
０ 引 言
文 献 标 志码 ：Ａ
文 章 编号 ：１０ ８２ （０ ０ ０ ０ １ ０ ０３— ８５ ２ １ ）６— ０ ４— ２
摩 擦 角 ；ｂ 为 条 宽 ；Ｏ ｌ 本 条块 底 面倾 角 ； ＝ 为 Ｑ ｑ ｏ ／ｏ （ 一 ）为 附 加 外 力 ；Ｅ ，Ｅ 一为 条 间 推 ｂｃｓ ｃｓ／ ３ ／ ３ ｋ。 力 ； ，０ 为 条 间力 函数 ；６ 墙 面 与 土体 之 间 的摩 为 擦 角 ； 为 墙 面与 垂 直 方 向 的夹 角 （ 中方 向 为 正 ） 图 ；
基础上 ， 在库仑滑动楔体上加上地震加速度 引起 的惯 性力 ， 从而将动荷载问题转化为静荷载 问题来考虑 的
一
种方法 ，因此它 还是 一个 滑动 楔体 的静 力平 衡 问
题 。Ｍ ｎｎｂ —Ｏ ａｅ法 虽 应 用 方便 ，但 有 两 大不 ｏｏｏｅ ｋｂ
足 ：① 它 只 适 用 于 Ｏ ＋ ４ ＜９ 。 为 墙 背倾 角 ， ｔ － Ｐ ０ （ 为 填 土 与挡 土墙 面 的摩 擦 角 ， Ｐ为考 虑 地 震 作 用 时 合 成 加速 度 与 竖 直线 的夹 角 ） 和 卢 ＋ （ Ｐ≤ 卢为填 土 表
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＋ －）一）。 （ Ｏ １号 ≤ ８ｏ （
（ ） 对 于 砂 土 来 说 （ １ ，由 表 １ 知 ， 当有 １ 表 ） 可 地震 作 用 时 ，作 用 在 墙 背 上 的 土 压 力 明显 增 大 ；同 时
看 出：按本 文方法计算 的结果与按 Ｍ ｎｎｂ ｏ ｏｏｅ—Ｏ ａｅ ｋｂ 法所得 的结果十分接近 （ 于 ２％ ） 小 。