8.何为主动土压力与被动土压力?如何计算?朗肯土压力理论与库伦土压力理论是怎样的?

参考答案：

8.土压力可分为以下三种情况： (1)静止土压力。如图2-4-3(α)所示，挡土墙静止不动时，墙后土体作用在墙背上的土压力称为静止土压力。作用在单位长度挡土墙上静止土压力的合力以E(kN／m)表示，静止土压力强度以p(kPa)表示。 (2)主动土压力。挡土墙在土体的推力下前移(图2-4-3b)，这时作用在墙后的土压力将由静止土压力逐渐减小，当墙后土体达到极限平衡状态，并出现连续滑动面而使土体下滑时，土压力减至最小值，此时的土压力称作主动土压力。作用在单位长度挡土墙上主动土压力的合力以E(kN／m)表示，主动土压力强度以e(或者σ、p，单位kPa)表示。 (3)被动土压力若挡土墙在外荷载作用下向填土方向移动(图2-4-3c)，这时作用在墙后的土压力将由静止土压力逐渐增大，直至墙后土体达到极限平衡状态，并出现连续滑动面，墙后土体将向上挤出隆起，土压力增至最大值，此时的土压力称作被动土压力。作用在单位长度挡土墙上主动土压力的合力以E(kN／m)表示，被动土压力强度以e(或者σ、p，单位kPa)表示。 实验研究表明，在挡土墙高度和填土条件相同的条件下，三种土压力有如下关系：E＜E＜E (4)朗肯土压力理论与库伦土压力理论朗肯土压力理论是根据半空间的应力状态和土的极限平衡条件而得出的。朗肯土压力理论适用于挡土墙的墙背竖直、光滑，墙后填土表面水平的情况(图2-4-4α)。朗肯主动土压力强度计算公式为： 式中，K为主动土压力系数，，φ为填土的内摩擦角；c为黏性土的黏聚力，kPa。无黏性土、黏性土的主动土压力强度分布分别如图2-4-4(b)、2-4-4(c)所示。 朗肯土压力理论多用于挡土桩、板桩、锚桩，以及沉井或刚性桩的土压力计算。库伦土压力理论是根据滑动土楔体的静力平衡条件来求解土压力的。其研究的对象为：墙背具有倾角；墙背粗糙，墙与土间的摩擦角为δ；填土为理想散粒体，黏聚力c=0；填土表面倾斜。库伦主动土压力强度的计算公式仍写成： p=γzK 式中，主动土压力系数K按照下式计算： 公式中的角度符号以及土压力分布可参见图2-4-5。 朗肯土压力理论与库伦土压力理论的比较： (1)两者在β=0、ε=0、δ=0且c=0时，具有相同的结果。 (2)朗肯土压力理论未考虑墙背与填土间的摩擦作用，故主动土压力计算结果偏大。 (3)库伦土压力理论假定填土为砂土，不能直接应用于黏性土。改进的方法，如等效摩擦角法可应用于黏性土。 (4)库伦土压力理论假设破坏面为一平面，但对于黏性土，实际破坏面却是曲面，从而导致计算偏差，但精度可以满足工程需要。但在计算被动土压力时，偏差可达2～3倍。

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