如今,在挡土墙抗震设计规范中,地震土压力的计算依旧采用拟静力法,但拟静力法无法考虑地震作用的时间效应和相位效应。拟动力法能很好的弥补拟静力法的缺陷,但目前关于拟动力法的研究主要基于极限状态,关于非极限状态下的地震土压力的研究尚且不足。挡土墙位移模式对挡土墙地震土压力有较大的影响,基于拟动力法的考虑挡土墙位移模式的非极限地震土压力研究更为不足,于是,本文依据前人试验研究的结论,基于拟动力法和水平层分析法,对不同位移模式下的挡土墙的非极限地震土压力的计算理论进行研究,本文的主要的研究工作如下:(1)以地震荷载下的刚性挡土墙为研究对象,考虑挡土墙RB、RT位移模式对摩擦角发挥值的影响,将摩擦角表示为与挡墙位移量和位置高度相关的函数,推导得出挡土墙RB、RT模式下的地震非极限主动土压力和合力作用点的计算表达式。计算模型根据墙顶、墙底最大位移的不同分成2种非极限状态工况,可描述摩擦角沿着墙高逐渐发展的不同非极限位移状态工况,并建立了挡墙位移,地震动荷载和土压力之间的相互联系。利用前人试验数据进行计算,将计算结果与试验结果进行对比,初步验证了所推导方法的合理性。参数分析分别讨论了墙顶位移(RB模式)和墙底位移(RT模式)及地震动力参数对地震侧土压力的分布、摩擦角发挥程度、土压力合力、土压力合力作用点的影响。结果表明,在基于正弦振动的计算假定条件下,侧土压力强度随振动时间也呈现正弦形式变化,周期与地震周期一致,但不同挡墙高度位置的强度波动幅值不一样。RB模式下,土压力随挡墙位移增大而逐渐减小,直到达到主动极限状态;而挡墙的位移量越大,合力作用点高度却越低。对于RT位移模式的土压力,地震作用的影响则主要位于曲线的中上部。挡墙位移量对合力的影响相对较小;挡墙位移量越大,土压力合力作用点越高。(2)针对T位移模式的刚性挡土墙,考虑挡土墙处于主动和被动状态下的摩擦角随挡墙位移的变化,将摩擦角沿墙高的分布用函数表示,建立了挡土墙T位移模式下的地震非极限主动和被动土压力的改进拟动力法计算法,并推导了地震主动和被动土压力合力及合力作用点的计算表达式。通过前人的试验数据和计算理论进行了合理性验证。参数分析讨论了振动时间、挡土墙位移状态、地震加速度参数和土体摩擦角对地震主动土压力分布、合力大小以及合力作用点高度的影响。结果表明,主动和被动状态下的侧土压力强度随振动时间的变化规律与RB、RT位移模式相似。主动状态下,土压力随挡墙位移增大而逐渐减小,直到达到主动极限状态;挡墙的位移量越大,合力作用点高度却越高。对于被动状态下的土压力,土压力随挡墙位移增大而逐渐增大,直到达到被动极限状态。挡墙位移量越大,土压力合力作用点越低。