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地震作用下挡土墙主动土压力分布与侧压力系数

张永兴陈林陈建功

（重庆大学土木工程学院，重庆400045）

摘要：采用Mononobe-Okabe理论的假设，地震作用下挡土墙土压力是由墙后填土在极限平衡状态下出现的滑动
楔体产生，在该滑动楔体上沿竖向取水平薄层作为微分单元体，通过作用在单元体上的水平力、平均竖向力以及
地震力，建立挡土墙主动土压力基本方程，并结合整个滑楔体的力矩平衡条件，由此得到了对应不同地震系数的
侧土压力系数，将其用于水平微分单元法求解地震荷载作用下刚性挡土墙平移模式下主动土压力，得到了挡土墙
主动土压力和合力作用点的理论公式。分析了地震系数对滑裂面倾角、土侧压力系数、土压力强度、土压力合力、
土压力合力作用点和墙底抗倾稳定性的影响，并与Mononobe-Okabe理论和模型试验数据进行了比较分析。分析
结果表明，地震系数对滑裂面倾角、土压力强度分布、土压力合力以及侧压力系数有很大影响。另外，通过探讨
地震系数对主动土压力合力作用点高度的影响和对比模型试验数据，认为Mononobe-Okabe理论对于平移模式下
刚性挡土墙的抗倾覆稳定性是偏于危险的。

关键词:工程结构；地震主动土压力；侧压力系数；刚性挡土墙

SeismicActiveEarthPressureandLateralCoefficientof
RetainingWall

ZHANGYongxing,CHENLin,ChenJiangong

(CollegeofCivilEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400045,China)

Abstract:OnthebasisofMononobe-Okabe’sconceptthattheseismicearthpressureagainsttheback
ofaretainingwallisduetothethrustexertedbyaslidingwedgeofsoilbetweenthebackofthewall
andaplanewhichpassesthroughthebottomedgeofthewallandhasaninclinationofθ,thebasic
analysisequationaresetupbyconsideringtheequilibriumoftheforcesonanthin-layerelementofthe
wedge.Byusingtheequilibriumequationofthemomentsonthewholewedge,thelateralcoefficientof
earthpressure,theearthpressuredistributionalongthewallback,theresultantforceofearthpressure
andtheapplicationpointoftheresultantforceareobtained.Theeffectsofseismiccoefficientonthe
ruptureangle,thelateralcoefficientofearthpressure,theunitearthpressure,theresultantforceofearth
pressure,theapplicationpointoftheresultantforceandtheoverturningstabilityofaretainingwallare
investigated.TheproposedmethodwascomparedwiththeMononobe-Okabe’stheoryandsome
experimentaldata.Itisdemonstratedthattheseismiccoefficienthasgreatinfluenceontheruptureangle,
thedistributionofearthpressuresandthelateralcoefficientofearthpressure.Moreover,thediscussions

基金项目：国家自然科学基金（编号50878218）；国家杰出青年科学基金（编号50625824）；“十一五”国家科技支撑计划课
题子题（编号2008BAJ06B04）
作者简介：张永兴(1961–)，男，江苏南通人，博士，教授，博士生导师，主要从事地下工程、边坡工程防灾减灾方面的研
究，中国岩石力学与工程学会会员，S330230039S，E-mail:[e-mail]

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