挡土墙能够有效防止墙后土体因变形而导致的失稳破坏,被广泛地应用于铁路、公路等工程,而土压力对挡土墙设计至关重要,是评价挡土墙是否失稳的一个最关键因素。近年来,国内外地震频发,地震土压力的计算越来越引起国内外研究人员的重视,以往专家学者也对地震土压力作了大量研究,并取得了一定的成果,但复杂条件下的研究仍然存在一些不足。因此,本文以平移模式的竖直挡土墙为研究对象,采用微分薄层单元法与拟静力法相结合的研究方法,推导了圆弧形拱、圆弧形拱近似成直线形拱、中心圆弧形拱以及中心圆弧形拱近似成折线形拱的四种刚性挡土墙地震主动土压力分布、合力及合力作用点高度的理论公式,并采用PLAXIS 3D软件进行数值模拟,具体研究内容及结论如下:（1）考虑土拱效应,通过对墙后土体应力分析得出土拱形状为圆弧形,并基于此计算侧土压力系数。将圆弧形拱近似成直线形拱,推导两种土拱形状的地震主动土压力理论公式,分析地震系数、内摩擦角、墙土摩擦角对直线形拱地震主动土压力分布、合力作用点高度以及滑裂面倾角的影响,并将滑裂面倾角与朗肯滑裂面倾角进行对比。结果表明:侧土压力系数随着内摩擦角的增大而减小,随着墙土摩擦角的增大而增大。只有当水平地震系数为0时,地震主动土压力强度在墙顶才为0,水平地震系数对其影响最大。当内摩擦角υ从20°～30°,合力作用点高度减小7.2%,υ从30°～40°,合力作用点高度减小4.4%。（2）考虑土拱效应,通过对平移模式下墙后滑裂体水平微元上下表面摩擦力分析得出土拱形状为中心圆弧形。将中心圆弧形拱近似成折线形拱,推导两种土拱形状的地震主动土压力理论,分析地震系数、内摩擦角、墙土摩擦角对折线形拱地震主动土压力分布、合力作用点高度的影响,并将圆弧形拱近似成直线形拱与中心圆弧形拱近似成折线形拱后得到的地震主动土压力分布、合力作用点高度进行对比。结果表明:对于圆弧形拱与中心圆弧形拱,两种拱水平微元受力模型相同,滑裂面倾角也相同,推导出的理论形式也一样,唯一不同的是侧土压力系数。对于近似后的直线形拱与折线形拱,同一参数下,直线形拱挡土墙地震主动土压力分布和合力作用点高度均比折线形拱的要小。（3）通过有限元软件PLAXIS 3D建立三维挡土墙模型,确定土体参数,选择本构模型,设置边界条件。以指定位移的方式添加地震作用,获取地震时程曲线,绘制挡土墙位移和地震主动土压力分布曲线图,并将数值模拟值与直线形拱和折线形拱得到的理论计算值进行对比。结果表明:数值模拟值与两种理论计算出的地震主动土压力值变化趋势一致,均为沿墙高呈现先增大后减小的趋势,在0.7～0.9倍墙高处出现最大值。