填土中地下水及其影响

当墙后土体中有地下水存在时，墙体除受到土压力的作用外，还将受到水压力的作用。通常所说的土压力是指土粒有效应力形成的压力，其计算方法是地下水位以下部分采用土的有效重度γ′计算，水压力按静水压力计算。但在实际工程中计算墙体上的侧压力时，考虑到土质条件的影响，可分别采用“水土分算”或“水土合算”的计算方法。所谓“水土分算”法是将土压力和水压力分别计算后再叠加的方法，这种方法比较适合渗透性大的砂土层情况；“水土合算”法在计算土压力时则将地下水位以下的土体重度取为饱和重度，水压力不再单独计算叠加，这种方法比较适合渗透性小的黏性土层情况。

【例题6.4】某挡土墙的墙背垂直、光滑，墙高7.0 m，墙后两层填土，性质如图6.16所示，地下水水位在填土表面下3.5 m处与第二层填土面齐平。填土表面作用有q=100 kPa的连续荷载。试求作用在墙体的主动土压力和水压力的大小。

图6.16　例题6.4计算图

【解】依本题所给条件，可按朗肯理论计算。

（1）求二层土的主动土压力系数Ka1和Ka2。

（2）求墙背A、B、C三点的土压力强度。

A点：z=0，paA=qKa1=100×0.307=30.7 kPa

B点：分界面以上，h1=3.5 m，γ1=16.5 kN/m3

分界面以下：

C点：h2=3.5 m，2γ′=19.25-10=9.25 kN/m3(www.xing528.com)

A、B、C三点土压力分布图见计算简图6.17（b）。

图6.17　计算图

（3）求主动土压力Ea。

作用于挡土墙上的总土压力，即为土压力分布面积之和，故

（4）求水压力Ew。

C点的水压力强度为：

pwc＝γwh2＝10×3.5＝35kPa

水压力合力为：

水压力分布图见计算简图6.17（c）所示。