静止土压力计算

第五节 土压力、地基承载力和边坡稳定
挡土结构物所承受的其后填土的侧向压力称为土压力。根据挡土结构物的位移情况,如图12-5–1,土压力可以分为静止土压力、主动土压力和被动土压力。
静止土压力,图12-5-1(b)所示,当墙绝对不动,墙后土体因墙背的侧限作用而处于弹性平衡状态时,墙后土体作用于墙背上的土压力,称为静止土压力,以P0表示。
主动土压力,当墙向前有微小移动(离开土)或转动时,见图12-5-1(a),随着位移或转角增大,土压力由P0逐渐减小。至土体濒于破裂,墙后土体处于主动极限平衡状态时,土压力达最小值。此时由于土体推墙,土体处于主动状态,故称为主动土压力,以Pα表示。
被动土压力,当墙在外力作用下,产生向后的微小位移或转动,见图12-5-1(c),将土体向后推动,土体处于被动状态,土压力由P0逐渐增大,至土体濒于破裂,墙后土体达被动极限平衡状态时,土压力达最大值,称被动土压力,以Pp表示。
不难看出,三种土压力之间存在如下关系:Pα< P0<Pp
图12-5-1(d)表示三种土压力的大小和相对位移的关系。根据砂土试验表明主动土压力发挥所需的应变大约在1%~2%;而被动土压力发挥所需的应变大约在4%~5%。
(一)静止土压力计算
当挡土墙绝对不动时,土体中的应力状态相当于自重下的应力状态。此种应力状态下土体处于弹性平衡。此时,作用于墙背上的土压力为静止土压力。墙背后z深处的土压力强度用P0表示。其值为:
在均质土层中,静止土压力强度分布为三角形,如图12-5–2,墙高为H的总土压力为(在挡土墙长度方向上取单位长度):