土压力的概念

第六章 土压力

第一节 土压力的概念

一、名词解释

1．土压力：是指挡土结构物背后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。

2．主动土压力：当挡土墙在墙后填土作用下，离开土体方向移动或转动，至土体达到极限平衡状态

时，作用在墙上的土压力称为主动土压力。

3．静止土压力：当挡土结构物在土压力作用下无任何移动或转动，墙后土体由于墙背的侧限作用而

处于弹性平衡状态时，墙背所受的土压力压力称为静止土压力。

4．被动土压力：挡土墙在外力作用下，墙体向填土方向平移或转动，至土体达到极限平衡状态时，

作用在挡土墙上的土压力称为被动土压力。

二、填空题

1．静止土压力 主动土压力 被动土压力 2．极限平衡 滑裂面 最小 3．增加 极限平衡 最大

三、选择题

1．A 2．C 3．C 4．B 5. B 6. C 7. B

四、判断题

1．√ 2．× 3．× 4．√ 5．√ 6．√

五、简答题

简述挡土墙位移对土压力的影响？

答：挡土墙是否发生位移以及位移方向和位移量，决定了挡土墙所受的土压力类型，并据此将土压力分为静止土压力、主动土压力和被动土压力。挡土墙不发生任何移动或滑动，这时墙背上的土压力为静止土压力。当挡土墙产生离开填土方向的移动，移动量足够大，墙后填土体处于极限平衡状态时，墙背上的土压力为主动土压力。当挡土墙受外力作用向着填土方向移动，挤压墙后填土使其处于极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力为被动土压力。挡土墙所受的土压力随其位移量的变化而变化，只有当挡土墙位移量足够大时才产生主动土压力和被动土压力，若挡土墙的实际位移量并未达到使土体处于极限平衡状态所需的位移量，则挡土墙上的土压力是介于主动土压力和被动土压力之间的某一数值。

六、计算题

答案：166.5KN/m 解：()

0202030sin 165.182121-⨯⨯⨯==

K H P γ=166.5KN/m

第二节 朗肯土压力理论

一、填空题

1．竖直、光滑 2．墙背直立，光滑，墙后填土面水平，理想塑性体，极限平衡

3． 245ϕ

- ，245ϕ

- 4．相切 5．相切 6．土的粘聚力 7． 90.4 ;1.55

二、选择题

1．C 2．D 3．A

四、判断题

1．× 2．× 3．× 4． 5．√

五、简答题

1. 答：朗肯研究自重应力作用下，半无限土体内各点的应力从弹性平衡状态发展为极限平很状态的条件，提出计算挡土墙土压力的理论。

2．答：（1）挡土墙背垂直且是刚性的；

（2）墙后填土表面水平并且无限延伸；

（3）挡墙背面光滑，即不考虑墙与土之间的摩擦力。

3．答：朗肯假定墙背与土无摩擦，0=δ，因此计算所得的主动压力系数Ka 偏大，而被动土压力系数Kp 偏小。

六、计算题

1．解：（1）墙后无地下水情况

①总静止土压力0P 取中砂的静止土压力系数4.00=K ，可得 4.080.182

1212020⨯⨯⨯==K H P γ=230.4 KN/m 0P 作用点位于距墙底m H 67.23

1=处。 ②总主动土压力a P 挡土墙墙背竖直、光滑，填土表面水平，适用朗肯土压力理论。

m kN tg K H P a a /192)2

3045(80.1821210

0222≈-⨯⨯⨯==γ a P 作用点位于距墙底m H 67.23

1=处。 （2）墙后地下水位上升情况

①总主动土压力a P 因地下水位上、下砂土重度不同，土压力分两部分计算：

水上部分墙高1H =4.0m ，重度γ=18.03

/m KN 。 m kN tg K H P a a /48)2

3045(41821210

02221≈-⨯⨯⨯==γ 水下部分墙高2H =4.0m ，用浮重度3/101020'm KN w sat =-=-=γγγ

m kN K H H K H P a a a /5.122333.04102

14333.0418'21222212≈⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+=γγ 总主动土压力：m kN P P P a a a /5.1705.1224821=+=+=

总主动土压力作用点离墙底2.84m. 也可分别计算水上、水下两部分各自的作用点。

水上部分1a P 的作用点，离墙顶

13

2H =2.67m 处；水下部分2a P 作用点，为梯形重心，离墙底1.87m 处。

2．解：(1)静止土压力 取5.00=K ： 5.065.182

1212020⨯⨯⨯==

K H P γ=166.5 KN/m 0P 作用点位于下m H 0.231=处。 （2）主动土压力 根据题意挡土墙背竖直、光滑、填土表面水平，符合朗肯土压力理论，

m

kN tg tg c K cH K H P a a a /6.42396.1592.1635.181922204561922204565.1821222120000222

2=+-=⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛-⨯⨯⨯-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯=+-=γ

γ 临界深度0z m K c

z a 93.27

.05.1819220=⨯⨯==γ a P 作用点距墙底

()()m z H 02.193.2631310=-=-处 （3）被动土压力

m kN tg tg K cH K H P p p p /10053266792204561922204565.182122

1000

0222=+=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛+⨯⨯⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛+⨯⨯⨯=+=γ