Когда устойчивость откоса требуемой крутизны не обеспечивается, а уположить откос нельзя, для его поддержания приходится устраивать подпорные стенки. Последние, поддерживая грунт, испытывают с его стороны давление, которое называется активным давлением.

Рассмотрим подпорную стенку, возведенную на мягких грунтах (рис. 8.12,а). Она поддерживает расположенный за ней грунт, который, перемещаясь по поверхности скольжения АС, стремится сдвинуть и повернуть стенку. При небольшом смещении подпорной стенки в призме обрушения ABC наступает предельное равновесие, при котором и будет проявляться активное давление грунта на подпорную стенку.

Так как подпорная стенка заглублена в грунт, ее смещение сопровождается развитием давления на грунт в пределах участка АВ. По мере перемещения низа подпорной стенки (ее фун­дамента) сопротивление грунта будет возрастать до тех пор, пока в пределах призмы выпирания АВС не возникнет предельное напряженное состояние, при котором сопротивление грунта максимально. Это максимальное сопротивление грунта, когда на него давит элемент сооружения, называется пассивным отпором (или пассивным давлением грунта).

Таким образом, активное давление и пассивный отпор соответствуют двум крайним случаям предельного напряженного состояния массива грунта у подпорной стенки при ее подвижке (перемещении). Иногда интересуются давлением покоя, возникающим в массиве грунта, когда грунт не испытывает горизонтальных перемещений. Это давление обычно определяется с помощью стабилометров и компрессионных приборов путем измерения горизонтальных напряжений.

В призме обрушения за подпорной стенкой при активном давлении грунта наибольшее главное напряжение имеет преимущественно вертикальное направление (отклонение от верти­кали возникает от действия трения грунта о стенку), при пассивном отпоре — преимущественно горизонтальное направление. Это обусловливает направления поверхностей скольжения в призмах обрушения и выпирания (рис. 8.12,6). Искривление поверхностей скольжения около подпорной стенки объясняется трением грунта о стенку.

Поскольку в пределах призмы обрушения ABC возникает предельное равновесие, задача по определению активного давления грунта на подпорную стенку решается методами теории предельного равновесия. Однако для решения многих практических задач вместо поверхности обрушения сложного криволинейного очертания принимают, по предложению Ш. Кулона (1773 г.), плоскость АС (показана на рис. 8.12,а штрихпунктиром). Это значительно упрощает расчет, в то же время расхождение с точным решением не превышает 2...3 %.

При определении, пассивного отпора грунта исходят также из предельного напряженного состояния, однако принятие плоских поверхностей скольжения приводит к значительному рас­хождению с точным решением. В этом случае лучше использовать теорию предельного равновесия.