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了，一‘ ·6· 路基工程 1997年第4期 (总第∞期) 午 挡结构土压力问题综述 杨广蔌 察 美 太 摘 要 本文通过对土压力计算理论发展的回顾，指出各种理论存在的主要问 题。同时，分析总结了不同填料情况下，不同位移形式的土压力分布规律，探讨了 经典的库仑理论、朗金理论开始，大致经历了条带极限平衡法口]、现代极限平衡分析法 和现 代数值计算法 。每一种计算理论+就其产生的历史时代而言，具有重大的进步意义。同时， 应该看到，土压力的正确计算是一个极其复杂的问题，涉极到的相关因素很多 一。特别是墙后 填料介质的橼理性质和接料、墙体、地基三者相互作用机理的复杂性+使得～定历史阶段条 件下的土压力理论产生于不同的简化和假设的基础上，不可避免她存在一定的局限性。下面 就不同时期的土压力理论进行简要评述 。 1．1 库仑理论 (楔体极限平衡法) 库仑认为当墙产生微小位移时，墙后±体中形成破裂棱体，视为土楔。他虽然承认楔体 背 可l曲是通过墙震的曲面，但却假定楔体背面为平面的前提下，视挡土墙及楔体为剐体+在 达刭橇限状奄时，根据楔体的静力平衡条件来确定土压力。土压力沿墙高呈三角形分布 但 大量的室内外试验却一致证明破裂面是曲面，土压力抬墙高分布应视墙体位移情况和墙后填 料性质而定，并非全部是三角形分布。所以 由于假定破裂面为平面，使计算分析大大简化， 但却影响了解答的精度。 库仑理论以极限平衡概念为精髓，成为以后各种极限设计的胚胎思想+所以发展到今天 仍具有权威性，成为挡土墙结构土压力理论的经典。用其计算填料为砂土的主动土压力具有 足够的精度。 1．2 朗盒理论 (散体极限平衡法) 假定墙后填料为松散介质的半无限体，根据土中一点的极限平衡条件、确定土压力的大 小和破裂面的形状 ，并认为破裂棱体不沿墙背下滑而与墙背一起移动。它是在库仑理论出现 一 百年后出现的，研究了库仑理论的特点和局限性，认为破裂面由土中各点的剪切破裂方向 而定。同时叉继承发展了极限平衡概念，从应力分析来求解±压力，是土压力理论的一大突 杨广痰等：支挡结构土压力问题综述 · · 破，对现代极限平衡理论的发展有重大影响。由于其假定土压力方向平行于填土平面，但当 土体达到主动极限平衡状态时，墙势必向前发生转动或平移，墙后填土膨胀而向下运动，除 非墙也向下移动，否则土与墙之间就会滑移，所以土压力方向与墙和填料之间的摩擦有关，从 而使其计算带来一定误差。 以上两种理论属于土压力的经典理论。朝金理论在理论上较为严密，但 由于其仅仅研究 填土为半无限件的情况，考虑简单的边界条件，使之在应用上受到一定条件的限制。库仑理 论作为一种简化理论，其计算简便，能适用于各种复杂边界情况，在一定范围内，能给出较 为满意的计算结果，所以国内外工程实践，理论研究和路基规范，都广泛地采用库仑理论计 算土压力。 1．3 条带极限平衡分析法 这是前苏联学者M．E．Karah首先提出的。实际上是对库仑理论的一种台理改进，如图 l(a)。它是将墙背AB和滑动面BE之间的滑动土撰分成若干个高度为d^的条带体，然后对 每个条带体的受力情况进行分析，按∑ 一0、∑-)r—O、EM：0列出静力平衡方程，再根据其边 界条件 ，求解土压力的大小和台力作用点。 此理论的假设条件与库仑理论完全相同，同样是对土楔进行极限状态时的静力平衡分析， 所得土压力疆墙高的分布与库仑理论却大相径庭。在文献 [1]中用该法计算粘性土的土压力 分布如图1(b)所示，在墙底部土压力为零。但这种方法对于不同的边界条件却有不同的土 o C B 圈l 条带撮限平衡分析法计算图示 压力分布，且差 4很大，故在应用上受到限制。 1．4 现代极限平衡分析法 又称为塑性理论方法。该方法萌芽于库