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第六章
挡土墙设计
河南城建学院交通工程系
尹振羽

主要内容
第一节 概述
第二节 挡土墙的构造与布置
第三节 挡土墙土压力计算
第四节 挡土墙的设计原则
第五节 重力式挡土墙设计
第
图6-5 作用在挡土墙上的力系
第三节 挡土墙土压力计算
第三节 挡土墙土压力计算
◆2、挡土墙的移动形式
（1）墙体外移
（2）墙体内移
（3）墙体不移动
Ea:墙体外移,土压力逐渐减小,当土体破坏,达到极限平衡状态时所对应的土压力(最小)
Ep:墙体内移,土压力逐渐增大,当土体破坏,达到极限平衡状态时所对应的土压力 (最大)
墙位移与土压力E关系

1~5%
1~5‰
土压力E
Ep
E0
Ea

E0:墙体不移动,土压力即是土体产生的侧压力
第三节 挡土墙土压力计算
◆3、墙位移与土压力关系
三种不同性质的土压力
第三节 挡土墙土压力计算
◆4、不同类型土压力需满足的条件
1）静止土压力：土静止不动
2）主动土压力Ea ：
①土推墙
②土体达到主动极限平衡状态
3）被动土压力Ep ：
①墙推土
②土体达到被动极限平衡状态
第三节 挡土墙土压力计算
5、路基挡土墙的土压力考虑
1）主动土压力与被动土压力的区分：
假定挡土墙处于极限移动状态，土体有沿墙及假想破裂面移动的趋势，则土推墙即为主动土压力，墙推土即为被动土压力。
2）路基挡土墙的土压力考虑：
路基挡土墙一般都有可能有向外的位移或倾覆，因此，在设计中按墙背土体达到主动极限平衡状态考虑，即只考虑Ea ，且取一定的安全系数以保证墙背土体的稳定。
墙趾前土体的被动土压力Ep一般不计。
墙背倾斜形式
仰斜、直立和俯斜
E1
仰斜
E2
直立
E3
俯斜
E1＜E2＜E3
第三节 挡土墙土压力计算
◆6、不同墙背倾斜形式的土压力大小
第三节 挡土墙土压力计算
7、挡土墙的土压力计算理论
（1）朗肯土压力理论1857年英国学者朗肯（Rankine）从研究弹性半空间体内的应力状态，根据土的极限平衡理论，得出计算土压力的方法，又称极限应力法。
（2）库仑土压力理论1776年法国的库伦（）根据极限平衡的概念，并假定滑动面为平面，分析了滑动楔体的力系平衡，从而求算出挡土墙上的土压力，成为著名的库伦土压力理论。
第三节 挡土墙土压力计算
（3）朗肯理论的基本假设：
①墙本身刚性，因此，不考虑墙身的变形；
②墙后填土延伸到无限远处，填土表面水平（β=0）；
③墙背垂直光滑（墙与垂向夹角ε=0，墙与土的摩擦角δ=0）。
无粘性土
粘性土
第三节 挡土墙土压力计算
（4）库伦理论的基本假设
①墙后填土为均匀的无粘性土（c=0），填土表面倾斜（β＞0）；
②挡土墙刚性，墙背倾斜，倾角为ε；
③墙面粗糙，墙背与土本之间存在摩擦力（δ＞0）；
④滑动破裂面为通过墙踵的平面。
（a）                                     （b）                                    （c）
库伦主动土压力计算图式
第三节 挡土墙土压力计算
（5）分析方法的异同 朗肯理论和库伦理论都是研究土压力问题的简化方法。它们各有其不同的基本假定、分析方法和适用条件。
共同点：朗肯理论和库伦理论均属于极限状态土压力理论。用这两种理论计算出的土压力均为墙后土体处于极限平衡状态下的主动土压力Pa和被动土压力Pp。
不同点：朗肯理论从土体中一点的极限平衡状态出发，由处于极限平衡状态时的大小主应力关系求解（极限应力法）；库伦理论根据墙背与滑裂面之间的土楔处于极限平衡，用静力平衡条件求解（滑动楔体法） 。
第三节 挡土墙土压力计算
（6）适用条件
1）朗肯理论的适用条件根据朗肯理论推导的公式，作了必要的假设，因此有一定的适用条件：
①填土表面水平（β=0），墙背垂直（ε=0），墙面光滑（δ=0）的情况；
②墙背垂直，填土表面倾斜，但倾角β＞φ的情况；
③地面倾斜，墙背倾角ε＞(45°-φ/2）的坦墙；
④L型钢筋混凝土挡土墙；
⑤墙后填土为粘性土或无粘性土。
第三节 挡土墙土压力计算
（6）适用条件
2）库伦理论的适用条件下述情况宜采用库伦理论计算土压力：
①需考虑墙背摩擦角时，一般采用库伦理论；
②当墙背形状复杂，墙后填土与荷载条件复杂时；
③墙背倾角ε＜(45°-φ/2）的俯斜墙；
④数解法一般只用于无粘性土，图解法则对于无粘性土或粘性土均可方便使用。
⑤挡土墙一般采用库伦理论
破裂面交于内边坡