挡土墙土压力计算中的特殊工况分析

刘茂祥

(黑龙江农垦勘测设计研究院，哈尔滨 150090)

挡土墙土压力计算中的特殊工况分析

刘茂祥

(黑龙江农垦勘测设计研究院，哈尔滨 150090)

在常工程设计中，经常遇到挡土墙工程，但有些特殊的情况按常规的计算方法无法解释或解决，就工程中遇到得这种特殊挡土墙的土压力计算方法进行分析，其结论认为一般情况下工程碰到的不完全土压力情况的挡土墙，偏安全地采用极限平衡状态压力进行稳定验算，其稳定各项指标均符合要求。

挡土墙;土压力;极限平衡状态;不完全主动土压力;不完全被动土压力

1 问题的提出

正常的挡土墙是一侧填土，另一侧无土或填土很低，这时挡土墙的受力非常明确，因受土压力墙向无土或土低一侧有运动趋势，墙后按土压力主动土压力计算，但在实际工程中也经常能碰到墙前后填土高度差不多的挡土墙，如水库大坝上的防浪墙，堤防工程中的防洪墙等，特别是除了填土高度相差不多外，还可能同时出现填料不同，填料分层，水位不同等多种情况组合，这时墙向哪个方向运动，哪侧土压力按主动土压力计算，哪侧按被动土压力计算不是明显能看出来的，需进行分析计算，下面就对这种计算方法和计算中碰到的问题进行分析说明。

2 挡土墙土压力在特殊工况下的计算

2.1 土压力性质的界定

墙前后土压力性质的界定方式为：先计算墙静止状态下的水平合力(土压力按静止土压力计算)，可知防洪墙运动方向(墙的运动方向与合力方向相同)，根据运动方向确定土压力性质，促使墙运动侧按主动土压力考虑，阻止墙运动侧按静止土压力考虑。

2.2 按确定的土压力性质进行挡土墙稳定计算的结果分析

按上述确定的土压力性质对挡土墙进行稳定计算，，对计算结果进行比较分析，发现有个别情况的水平合力与原确定的方向相反，也就是说墙的运动方向与原来相反，这在现实中是不可能存在的。一挡土墙在段面尺寸、所承受的荷载或工况已确定情况下，其运动方向应该是唯一的。计算中出现的异常情况分析其原因是：开始时墙承受的水平合力相对较小，当墙产生很小的变位时水平力即达平衡状态，变位不再继续发展，而很小的变位不足以使墙前后的土体产生极限平衡状态的土压力，此时产生的土压力不是我们通常所指的非常明确的主动土压力、静止土压力、被动土压力中的任何一种，而是处于其中两者之间的一种过度状态的土压力，暂可以称其为非极限平衡状态土压力。确切地说此时墙后产生的是由静止土压力向主动土压力过度状态的土压力，暂称不完全主动土压力;墙前产生的是由静止土压力向被动土压力过度状态的土压力，暂称不完全被动土压力。

3 结语

不完全主动土压力和不完全被动土压力如上所述是一种过度状态的力，力的大小与墙变形或位移大小有关，难以准确计算，这里只做定性分析。当有不完全土压力产生时，说明挡土墙承受的水平合力很小，不需要靠基础摩擦力就可达到力的平衡状态，其稳定基本不存在问题。因而可以认为，一般情况下工程中碰到的不完全土压力情况的挡土墙，偏安全地采用极限平衡状态土压力对其进行稳定验算，其稳定各项指标均符合要求。

［1］孟祥波.土力学教程［M］.北京：北京大学出版社，2011.

TV314

B

1007-7596(2011)06-0080-01

2011-12-15

刘茂祥(1969-)，男，山东莱芜人，高级工程师，主要从事水利水电工程规划设计、研究工作。