水土壓力計(jì)算的

水土壓力計(jì)算的探討摘要：分析了目前基坑開挖中廣泛采用的水土合算、水土分算的概念和原理，對(duì)兩者的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較，對(duì)這兩種方法的合理性和實(shí)用條件進(jìn)行了總結(jié)。并結(jié)合實(shí)際工程實(shí)踐，介紹了一些實(shí)際的計(jì)算方法。關(guān)鍵詞：基坑支護(hù)土壓力計(jì)算水壓力1引言近年來(lái)，城市的發(fā)展很快，建筑物越來(lái)越密集，建筑朝著更大規(guī)模、更大高度的方向發(fā)展，且都建有地下室。又由于受到周圍環(huán)境的影響和限制不能放坡開挖，所以在基坑開挖中只能采取支護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)擋土及止水的目的。在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)水土壓力的計(jì)算就顯得尤為重要只有水土壓力取值合理,才能確定適宜的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、參數(shù)以及其它相關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。由此可見,在土工分析中,水土壓力的分析計(jì)算是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容。但在水土壓力計(jì)算存在著分算與合算兩種方法。對(duì)于各種水土壓力計(jì)算方法的合理性、適用條件及抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選取問(wèn)題,眾多學(xué)者還存在著一定分歧。因此本文僅對(duì)水土合算和水土分算的基本思路作一闡述，以助大家思考，以便尋求更合理更完善的土壓力計(jì)算方法。2計(jì)算方法分析(1)水土合算法對(duì)地下水位以下土體的水土合算法，，即用飽和重度γsr計(jì)算水土壓力，不在另考慮水壓力的作用。采用該法的主要理由有：①認(rèn)為在滲透性較低的黏性土中，水壓力影響不會(huì)短時(shí)間顯現(xiàn)出來(lái)；②對(duì)于黏性土的不排水情況，土體受剪產(chǎn)生超空隙水壓力，而部分水壓力通常無(wú)法正確測(cè)量或計(jì)算；③有些國(guó)內(nèi)堪稱單位條件有限，有效應(yīng)力強(qiáng)調(diào)指標(biāo)比較難獲得，故認(rèn)為采用總應(yīng)力發(fā)為宜。根據(jù)朗肯土壓力理論，對(duì)地下水位以下某土層有圖1得，主、被動(dòng)土壓力計(jì)算式為（1）（2）式中:—主動(dòng)分布土壓力強(qiáng)度和被動(dòng)分布土壓力強(qiáng)度;—土的飽和重度、有效重度和水的重度;Q—基坑頂面的均布荷載及超載;、—土的主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力系數(shù);=tg2(45°-φ/2),=tg2(45°+φ/2).其中,φ、c分別為土的強(qiáng)度參數(shù);內(nèi)摩擦角和粘聚力,一般采用固結(jié)快剪或不排水剪強(qiáng)度指標(biāo)圖1土壓力計(jì)算簡(jiǎn)圖(2)水土分算:相對(duì)于水土合算,水土分算考慮了靜水壓力,且將其單獨(dú)計(jì)算。同時(shí)考慮了土粒本身的重力以及孔隙水對(duì)土粒的浮力與其反作用力。晚扁噴撫神(3紡)良拳備風(fēng)趨(揭4)博對(duì)于滲透條性較強(qiáng)的客土旦體愧,攀件由于其有誠(chéng)很強(qiáng)的透厘水罵性玩,耽則極易在惡土粒間形畝成連通的脆孔隙水壓耐力巨,竟毛從而形成苗對(duì)土顆粒點(diǎn)的浮力作串用社,描尿其孔隙水許壓力可近魄似用靜水嘗壓力塔代猴替絞,呆角其中票。嚴(yán)格的期講施,袍在支護(hù)結(jié)殃構(gòu)使用期啞真正的孔役隙水壓力佛飼比靜水壓玉力要?dú)埿「┎?嚇計(jì)算公式灘為蹄—舒實(shí)際的孔嗓隙水壓蠶力鈔(kPa閥)貸乞，鍬H篩爺—慢水頭摟差霉;械d臺(tái)順—醬水從上游戲面流到壓幫力區(qū)的等竟勢(shì)線降落芬數(shù)遮;紙nd軟帖—電等勢(shì)線總鮮降落數(shù)?？箘t主動(dòng)壓腎力強(qiáng)度公辣式應(yīng)為：戀注意到上水面式中采聚用的是有炕效重舊力證,彩故其強(qiáng)度懇指標(biāo)也應(yīng)透采用有效火應(yīng)力強(qiáng)度朽指區(qū)標(biāo)武,仿但試驗(yàn)室起提供有效崗強(qiáng)度指標(biāo)太是比較困位難的。實(shí)識(shí)際工程中訂常伸用屢蜻代替屯,撈麥這在一定剖程度上高暑估了水壓恐力的作吼用殺,兄搞同時(shí)也必甜然相同程插度的低估賀了有效土躲壓力的鑰值那,叨其理由筍是薄σ骨′銅=處σ砍-林吃,帽因?yàn)殡U(xiǎn)晃一般小仁于獅1爛,纖而沫一般大套于帽1腿,狂可知以上徑替換高估雨了主動(dòng)土旁壓力市而低估了塔被動(dòng)土壓花力秒Pp燒,紛計(jì)算中偏偵保守，這鋪樣頌,陸在使用不鋤排水強(qiáng)度校指標(biāo)時(shí)將砌使計(jì)算結(jié)吩果主動(dòng)土餅壓力偏渴大要,螞而被動(dòng)土天壓力偏小達(dá)。驗(yàn)(3)兔督考慮滲流命力的水土博分壇算簡(jiǎn):母其基本思自路是靜水過(guò)壓力一部斬分轉(zhuǎn)化為去滲流力作殿用在土骨座架皮上踢,童剩余的部放分作為孔鉆隙水壓力藏。滲流力準(zhǔn)是一種體咸積饅力裂,繪近似地按圈最短地滲涼流路徑進(jìn)雄行計(jì)扒算數(shù):芒敘結(jié)構(gòu)兩側(cè)川水頭差贈(zèng)為軟H睡1陜，最短滲陶徑為看，湯平均水力涌梯絡(luò)度凍:,向=墨(醒-i身)=予(1壓-i)儀式廳中丹:狀—嫩滲流團(tuán)力待;乒慢i世銅—蛋水力梯臨度屢;譽(yù)—蕉剩余的孔館隙水壓力躁。咐森和舉酸見齊圖嫩1線。洋對(duì)于主動(dòng)驗(yàn)區(qū)來(lái)米說(shuō)渡,寒滲流力向抖下避,謠被動(dòng)區(qū)則慎相撐反案,騙故主動(dòng)區(qū)韻和被動(dòng)區(qū)梳土壓力強(qiáng)技度如蕉下屈:健麥膛留(鬧5)出閘講俘(6)桃3霜水土分算子法和水土突合算法的呼比較稼水土分算陸在概念上亞符合土力慘學(xué)的基本負(fù)原理，考嘉慮的因素歇比較周全浪，推導(dǎo)比假較嚴(yán)密類(涌冒但其局限尤性表現(xiàn)在脫：蝶①蓬"襖在實(shí)際操?gòu)V作中，難漢以獲取有均效應(yīng)力強(qiáng)億度指標(biāo)；挪有效強(qiáng)度弓指標(biāo)一般購(gòu)要比固結(jié)鉆不排水強(qiáng)副度指標(biāo)大擋，如用總獎(jiǎng)應(yīng)力法試憑驗(yàn)的強(qiáng)度生指標(biāo)替代汪，將產(chǎn)生伏誤差，且終容易發(fā)生筋概念上的挺混覺(jué)淆而②耍在一些飽痰和原狀粘辮性土中雞,貝可能不存洗在孔隙水漏壓力品,念再基坑開乓挖可能出偶現(xiàn)負(fù)的孔繼隙水壓力設(shè)等損,齊由于多種脾因素的影階響棒,沫真正的孔謝隙水壓力低很難確定折,扒水土合算濾是為了繞閉過(guò)施工期菜間孔隙水利壓力估算牽的難題，成采用總應(yīng)藍(lán)力強(qiáng)度指江標(biāo)確定土按的強(qiáng)度，準(zhǔn)把孔隙水方壓力的影刑響反映在許抗剪強(qiáng)度魄指標(biāo)上誠(chéng)(雅搏盡管水土藍(lán)合算可以爹減少支護(hù)魯結(jié)構(gòu)上的款總荷載，賣增加其抗戚力，從而正減少材料礦的投入和慣造價(jià)，但訴它與土力牢學(xué)的基本工原理有沖腥突，在機(jī)冰理上也有湯許多模糊桃之處叼(榜悉水土合算裝存在的主脹要問(wèn)題有跌：訓(xùn)"遠(yuǎn)水土合算蜻中水壓力書乘以小于迫1但的系數(shù)榨或大于疑1寺的系數(shù)看顯然是不椒合理的眾初周知水壓王力是各向甚相等的，喘豎向壓力肉變?yōu)閭?cè)向牌壓力只能嫁乘以跡,競(jìng)；皂①呀從理論上扔看，這是記水土合算勉時(shí)主動(dòng)土門壓力偏小驢、被動(dòng)土見壓力偏大老的根本原氏因嫁②都不能反映嶼水位高低罪的區(qū)北別拿③歌無(wú)法考慮延土壓力的賊滲流效應(yīng)解4讀土壓力計(jì)替算的經(jīng)驗(yàn)熟方法圖由于影響婚土壓力的皇因素很多蝴，正確計(jì)惠算土壓力笨是一個(gè)十桂分復(fù)雜的卵問(wèn)題，為愿了設(shè)計(jì)計(jì)錯(cuò)算的方便稠，工程上禾長(zhǎng)采用經(jīng)廳驗(yàn)處理的叫方法，以賺解決一般發(fā)工程設(shè)計(jì)散問(wèn)題。這欄些經(jīng)驗(yàn)方凍法常見于華各地各種焦設(shè)計(jì)規(guī)范貼。化(孔1動(dòng))項(xiàng)故靜止土壓僅力的計(jì)算骨，可以根崇據(jù)規(guī)范給勵(lì)出的靜止搞土壓力系養(yǎng)數(shù)的經(jīng)驗(yàn)灑值，可參涼看有關(guān)規(guī)償范。黨(擾2跪)需端主動(dòng)土壓混力的計(jì)算姿，各規(guī)范鳥大多采用寺郎肯土壓存力理論，偽也有采用鋤郎肯和庫(kù)次侖并列的噸，在考慮售土中水對(duì)填側(cè)向壓力道的影響時(shí)窮，各規(guī)范廳作了大致惑相同的規(guī)胸定，及沙準(zhǔn)土和粉土蚊多采用水突土分算，副對(duì)黏土規(guī)振定可以采草用水土合量算。赤建筑基坑身支護(hù)設(shè)計(jì)廚規(guī)程采用材補(bǔ)償部分蒙水壓力的續(xù)方法考慮挑水土分算戀，其表達(dá)壁式藝對(duì)于抗剪杠指標(biāo)，大很多規(guī)定水?dāng)y土分算采付用有效強(qiáng)豬度指標(biāo)，乒水土合算蝴采用總應(yīng)伯力指標(biāo)。島(嫩3滴)霜飲被動(dòng)土壓兼力的計(jì)算槐，大多規(guī)步范規(guī)定與翼主動(dòng)土壓貧力相同5結(jié)束語(yǔ)兔(贊1)紀(jì)目前試驗(yàn)祖室內(nèi)所測(cè)僵的試驗(yàn)數(shù)懶據(jù)是在擾遮動(dòng)土樣上倍得到的劈,灑遠(yuǎn)不能反真應(yīng)原狀土網(wǎng)樣的實(shí)際粉受力性狀牛。所以改周進(jìn)試驗(yàn)裝襪置和試驗(yàn)惹方法是當(dāng)戀前緊迫的野任務(wù)。怠(貿(mào)2)憂水土合算顆法在理論期上有很大兆的缺陷霞,扛并典且和土力坑學(xué)的經(jīng)典選理論亦有糧沖突晨,步我們應(yīng)該襪進(jìn)行深入勺的研究。球(合3)各水土分算鑼法概念明鮮確耍,鉛但孔隙水豪壓力較難說(shuō)測(cè)定。靜個(gè)水壓力對(duì)本土壓力的市貢獻(xiàn)過(guò)大濫,兵使計(jì)算得引到的結(jié)論琴偏于安全斗,襲但不能對(duì)蜻工程問(wèn)題堂看得過(guò)于挺樂(lè)觀菜,趨一定要注究意其中隱咬藏的不安框全因素。拔(僵4)頑考慮滲流爽效應(yīng)的水戒土分算法境綜合考慮幻了更多的所因素承,詳是一種更茂好的算法月。應(yīng)當(dāng)在敢實(shí)踐中接怖受檢驗(yàn)和后加以完善送。窩6大參考文獻(xiàn)湖[1]脊終李廣上信凳.脈基坑支護(hù)渾結(jié)構(gòu)上水榜土壓力的廣合算和分曬算絲[J]暈.涉巖土工程仔學(xué)譽(yù)報(bào)易,200侄0,2堪2處（籌3投）主：仿348-脫352.武[2]序妨龔曉南，挨高有萬(wàn)潮掙.什深基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