免费工具 · EN 1997-1 §9 · 水平土压力 · 土木

水平土压力计算

依据 EN 1997-1 §9（Rankine + Coulomb）的土压力系数和设计方法1（DA1）部分系数计算。主动系数Ka、被动系数Kp、静止系数K0（Jaky）、土压力合力、水压力及表面荷载。

墙体与土参数

H — 墙高 (m)

φ' — 有效内摩擦角 (°)

γ_dry — 土体重度干 (kN/m³)

γ_sat — 土体重度饱和 (kN/m³)

c' — 有效黏聚力 (kPa)

δ — 墙摩擦角 (°)

荷载与水

q — 均布荷载 (kN/m²)

q_line — 线荷载 (kN/m)

地下水位埋深（从地面,m,可选）

地下水位从地面算起。地下水位以下，有效重度 γ′ = γ_sat − 9.81 kN/m³。

设计选项

设计方法1

Set 1 (γ_G=1.35, γ_Q=1.50, γ_φ=1.00) Set 2 (γ_G=1.00, γ_Q=1.30, γ_φ=1.25, γ_c=1.25)

DA1 Set 1 仅对作用施加系数（γ_φ=1.00, γ_c=1.00）。DA1 Set 2 对作用和土参数均施加系数（γ_φ=1.25, γ_c=1.25）。

当墙摩擦 δ > 0° 时使用 Coulomb 法。δ = 0° 时，两种方法给出相同结果。

土压力计算结果

Earth Pressure Coefficients

Ka — Rankine主动土压力系数—

Ka — Coulomb主动土压力系数 (δ ≠ 0)—

K0 — 静止土压力系数 (Jaky)—

Kp — 被动土压力系数 (Rankine)—

Active Thrust Components

P_a — 主动土压力合力 (kN/m)—

z̄ — 合力作用点（距基底m）—

P_q — 线荷载贡献 (kN/m)—

P_water — 地下水压力 (kN/m)—

Total Resultant

P_total — 总主动土压力 (kN/m)—

σ_h,max — 墙底压力 (kPa)—

Design Values (EN 1997-1)

所用部分系数—

φ_design — 设计摩擦角 (°)—

c'_design — 设计黏聚力 (kPa)—

压力分布图

逐步计算

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Frequently Asked Questions

Rankine 法和 Coulomb 法的区别是什么？

Rankine (1857) 假设无摩擦墙（δ=0），给出 Ka = tan²(45°−φ/2)。Coulomb (1776) 考虑墙摩擦（δ>0）和填土坡度（β>0）。对于垂直墙、水平填土且 δ=0，两法相同。

何时应使用静止系数 K0 而非主动系数 Ka？

K0 适用于墙刚且不能移动的情况（地下室墙、桥台）。Ka 适用于墙向土体方向移动的情况（悬臂挡土墙）。见 EN 1997-1 §9.3.2。

设计方法1（DA1）如何影响土压力计算？

EN 1997-1 §2.4.7 应用两种组合。Set 1 (A1+M1+R1): γ_G=1.35, γ_Q=1.50, γ_φ=1.00, γ_c=1.00。Set 2 (A2+M2+R1): γ_G=1.00, γ_Q=1.30, γ_φ=1.25, γ_c=1.25。两者均需检验。

水压力如何与土压力组合？

地下水位以下使用有效重度 γ′ = γ_sat − 9.81 kN/m³。水压力形成三角形分布，合力 P_water = ½·γ_w·h² 作用于没水土层底部以上 h/3 处。

可以施加哪些表面荷载？

均布荷载 q (kN/m²) 均布增加主动压力：ΔP = Ka·q·H。线荷载 q_line (kN/m) 作为墙高均布压力处理：P_q = Ka·q_line·H，作用于 H/2 处。

如何为 Coulomb 计算选择墙摩擦角 δ？

EN 1997-1 表 9.1 给出了参考值：粗糙混凝土墙 δ = 2/3·φ，光滑混凝土墙 δ = 1/2·φ，钢板桩墙 δ = 1/3·φ。δ > φ 不可能。