挡土墙（认知与设计）与边坡工程（稳定性计算）培训讲义

内容摘要：

4.1 挡土墙的认知与设计
4.1.1 挡土墙的形式及在工程中的应用

挡土墙是一种用来侧向支撑土体或防止土体下滑的构筑物，在房屋建筑、铁路桥梁以及水利工程等木工程中应用很广，例如，边坡挡土墙、地下室侧墙、重力式码头的岸壁、桥台、散料仓库、板桩墙及地下洞室的侧墙等。

按挡墙结构形式，挡土墙可分为：重力式挡土墙、悬壁式及扶壁式挡土墙、锚杆挡土墙、锚定板挡土墙、加筋土挡土墙及土钉挡土墙等。按墙体结构材料，挡土墙可分为：石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、钢板挡土墙等。

4.1.2 土压力计算

挡土墙后的被支撑土体作用于挡土墙上的侧向压力，称为土压力。

一、土压力类型

1.静止土压力

挡土墙在压力作用下不发生任何方向的位移或转动，墙后填土处于弹性平衡状态时（静止状态），作用在挡土墙背的土压力

2.主动土压力
在土压力作用下，挡土墙离开土体向前位移或转动，墙后土体达到主动极限平衡状态时，作用在墙背的土压力
3.被动土压力
在外力作用下，挡土墙推挤土体向后位移至一定数值，墙后土体达到被动极限平衡状态时，作用在墙上的土压力

4.三种土压力之间的关系

对同一挡土墙，在填土的物理力学性质相同的条件下有以下规律：

1. Ea ＜Eo ＜＜Ep
2. △p ＞＞△a

研究土压力的目的

1．设计挡土构筑物，如挡土墙，地下室侧墙，桥台和贮仓等；
2．地下构筑物和基础的施工、地基处理方面；
3．地基承载力的计算，岩石力学和埋管工程等领域。

影响土压力的因素

挡土墙的土压力不是一个常量，其土压力的性质、大小及沿墙高的分布规律与很多因素有关

1．挡土墙的位移方向和位移量；
2．挡土墙的性质、墙背的光滑程度和结构形式；
3．墙后填土的性质，包括填土的重度、含水量、内摩擦角和黏聚力的大小及填土面得倾斜程度。

二、静止土压力计算

静止土压力强度可按半空间直线变形体在土的自重作用下无侧向变形时的水平侧向应力h来计算。
下图表示半无限土体中深度为z处土单元的应力状态：

设想用一挡土墙代替单元体左侧的土体，挡土墙墙背光滑，则墙后土体的应力状态并没有变化，仍处于侧限应力状态。

竖向应力为自重应力：
z=z

水平向应力为原来土体内部应力变成土对墙的应力，即为静止土压力强度p0：

0=h=K0 z

投稿会员：芳华