毕程敏

在水利工程实践中，挡土墙有多种结构型式，常用的结构型式有重力式、悬臂式、扶壁式等。在稳定计算中，墙后土压力计算一般可按朗肯土压力理论和库仑土压力理论进行计算。为了计算黏性土中的土压力，常进行简化计算，近似用等效内摩擦角φd来综合考虑粘聚力c、内摩擦角φ值对土压力的影响。目前常用的等效计算原理有3种：土压力相等原则、抗剪强度相等原则、土压力力矩相等原则。现主要对常用的第1种等效原理进行分析，根据其在土体表面倾斜时的相关计算，结合案例分析和讨论，为具体工程设计提供一定的借鉴。

1.等效原理

当挡土墙墙高h，墙后填土重度为γ，内摩擦角φ，粘聚力c，等效内摩擦角按土压力相等原理，常用的等效计算公式如下：

其原理为等效前后墙后主动土压力相等，则原始计算公式为：

式中：

Ea1、Ea2—等效前、后墙后主动土压力(kN)；

γ—墙后填土重度(kN/m3)；

H—挡土墙高度(m)；

c—填土的粘聚力；

φ—填土内摩擦角(°)；

φd—填土等效内摩擦角(°)。

由Ea1=Ea2计算得出式(1)，从以上公式可以看出，在填土面水平情况下，完全可以用公式(1)计算出等效内摩擦角。但是，当填土面倾斜时，则不能用此公式进行计算。原因在于，从上述等效计算公式可以看出，此原理是建立在填土面水平情况下，按郎肯土压力公式进行推导的，此时主动土压力系数为：

而根据郎肯土压力理论，当填土表面向两侧伸张足够数量时，填土内产生两簇直线破裂面，两簇剪切面所夹的体内填土各点均处于塑性平衡状态，此时主动土压力系数为：