对_关于_非饱和土库仑主动土压力统一解_的讨论_的答复
第六章土压力讨论
第九题【88A-闽-借我一生】
关于静止土压力计算中，静止土压力系数K0的取值疑惑：
从上述公式和表格分析，静止土压力系数K0随着无黏性土的密实度增加及黏性土越来越硬，K0取值反而越来越小，到底是什么原理？
极限平衡理论是研究土体处于理想塑性状态时的应力分布和滑动面轨迹的理论。在经典土力学中，假定土体为弹性-理想塑性体，屈服准则采用莫尔库伦准则，根据静力平衡条件和极限平衡条件建立的理论，只考虑处于极限平衡条件下或土体处于破坏时的终极条件下的情况，而不计土体的变形和应力变形过程。对于土体，滑移线理论、极限分析理论与力的极限平衡理论都属于极限状态理论范畴。郎肯、库伦土压力理论都属于极限平衡理论，郎肯，库伦都是达到破坏时的极限平衡状态的应力或静力分析得到的，不同的是郎肯是一点应力状态，而库仑是楔形土体整体极限破坏。为简化计算，郎肯、库伦土压力理论采取了种种假设，因此也导致了其与严格的极限平衡理论之间的误差。
严格的挡土墙土压力解，土体内的滑面是由一段平面和一段对数螺线曲面组成的复合滑动面。
《土压力》（第二版）：郎肯理论假设墙背竖直、完全光滑（ ）（具体适用条件见第十一题），库伦理论假设滑动面为过墙踵的平面。
对于郎肯理论，假设墙背竖直、完全光滑（ ），实际上墙背不可能是完全光滑的，由于墙背摩擦力的存在，相当于破坏包络线更向上倾斜。达到破坏切线对应的最小主应力更小，因此导致郎肯主动土压力偏大；同样，郎肯被动土压力偏小。见下图示意。
要注意的是，基坑规范中的水土分算公式中的前半部分 中的抗剪强度指标要按基坑规范3.1.14执行。
考虑土拱效应的挡土墙主动土压力与被动土压力统一解_朱建明
挡土墙土压力一直是人们关注的一个课题，针 对挡土墙土压力的统一解的表述也较多。对于统一 解的提法，彭明祥
[1 － 2]
本质上是给出了针对各种复
杂条件下的主动土压力和被动土压力的解，孙勇[3]研 究了各种复杂条件下考虑地震状态主动土压力统一 解。上述统一解的提法只是针对主动土压力或者被
收稿日期：2013-03-22 第一作者简介：朱建明，男，1963 年生，博士，教授，主要从事岩土本构理论、地下工程围岩大变形机制及控制技术方面的研究工作。E-mail: jmzhu@
研究了两倾斜平行间墙下的土拱效应对墙体主动土 压力的影响，李永刚等[7]研究了倾斜墙下考虑土拱 效应的墙体被动土压力的影响，但其给出的侧向土 压力系数只适用于 的情形。Paik[8]、章瑞文[9]、 涂兵雄[10]、应宏伟[11]等研究了竖向挡土墙平移时墙 后填土考虑土拱效应下的主动土压力，吴明等[12]采 用静力平衡法研究了竖向挡土墙平移时考虑土拱效 应的被动土压力。从上述研究来看，倾斜墙下土拱 效应对墙体主动土压力及被动土压力影响的研究还 不多。 本文在上述研究的基础上，对求解砂性土下挡 土墙主动土压力及被动土压力通用的表达式进行了 探索。首先在应力状态分析的基础上研究了砂性土 倾斜墙下的侧向主动土压力与被动土压力系数，进 而给出了倾斜墙下的主动土压力计算公式与被动土 压力计算公式的通用表达式，最后将其应用到求解 主动土压力及被动土压力合力及其作用点高度上。
A arcsin
（3）
式中： 为墙体倾斜角。 任意一点 D 的水平力及竖向力为[9]
[1 cos(2 )sin ] 1 sin 1 v [1 cos(2 )sin ] 1 sin
ah
1
注册岩土工程师之岩土专业知识考试题库(精选)
2023年注册岩土工程师之岩土专业知识考试题库(精选）单选题（共60题）1、岩土参数的标准值应等于( ）。
A.岩土参数的平均值乘以统计修正系数B.岩土参数平均值乘以变异系数C.岩土参数的平均值乘以回归修正系数D.平均值的95%【答案】 A2、二级场地的条件不包括（）。
A.对建筑抗震危险的地段B.不良地质作用一般发育C.地质环境已经或可能受到一般破坏D.地形地貌较复杂【答案】 A3、对某土试样测得以下物理力学性质指标:饱入度S1= 100%，液限WL= 37%，孔隙比e =1. 24，压缩系数a1.2=0. 9 MPa-1，有机质含量Wu=4%，该试样属于下列选项中的哪一类土（）A.有机质土B.淤泥质土C.泥炭D.淤泥【答案】 B4、隧道衬砌外排水设施通常不包括下列哪个选项？A.纵向排水盲管B.环向导水盲管C.横向排水盲管D.竖向盲管【答案】 C5、地质灾害危险性评估的灾种不包括下列哪一选项？A.地面沉降B.地面塌陷C.地裂缝D.地震【答案】 D6、根据《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJ112-1987)，收缩系数是（）。
A.原状土样在直线收缩阶段的收缩量与样高之比B.原状土样在直线收缩阶段的收缩量与相应的含水量差值之比C.原状土样在50kPa压力下直线收缩阶段含水量减少1%时的竖向线缩率D.原状土样在直线收缩阶段含水量减少1%时的竖向线缩率【答案】 C7、混凝土预制桩基础中，桩的中心距不宜小于( )。
A.4DB.3.5DC.3.0D.2.5d【答案】 D8、下列（）的岩体结构类型不属于《水利水电工程地质勘察规范》（GB 50287—99）的岩体结构分类A.整体状、块状、次块状结构B.巨厚层状、厚层状、中厚层状、互层和薄层状结构C.风化卸荷状结构和风化碎块状结构D.镶嵌碎裂结构和碎裂结构【答案】 C9、关于构造地裂缝，下列说法不正确的是（）。
A.是断裂活动的直接产物B.有大小不等的水平位移(水平张裂和水平扭动）和垂直位移，其性质有张性的也有扭性的，在剖面上与活动断裂是贯通的，其断距上大下小C.它与地震地裂缝在成因上有一定的差别D.对城镇和工程建筑、农田水利有一定的破坏作用，强烈活动期有严重的破坏作用，破坏范围主要沿地裂缝带呈狭长的条带状分布【答案】 B10、在地下水丰富的地层中开挖深基坑，技术上需要同时采用降水井和回灌井，请问其中回灌并的主要作用是下列哪一个选项？A.回收地下水资源B.加大抽水量以增加水头降低幅度C.保持坑外地下水位处于某一动态平衡状态D.减少作用在支护结构上的主动土压力【答案】 C11、在（）时应采用地基净反力。
基于库仓理论的非饱和膨胀土主动土压力计算
胡 晓军 ：基于库仓理论 的非饱 和膨胀 土主动土压力计算
・ ３・ ７
基 于库 仓 理 论 的非 饱 和 膨胀 土 主 动 土 压力 计 算
胡 晓 军
（ 合肥工业大学土木建筑工程学 院 安徽合肥 ２０ ０ ） ３ ０９
摘 要 分析 了非饱和膨胀土的强度特性 ，以库仓－￣２理论为基础 ，考虑非饱和膨胀土基 ＋ － 质 吸 力 ，推得 了挡 土墙 极值 条件 下的 主动 －￣ ２公 式 ，该 公 式无须 试算 可直接 求 出主 动－ ￣２ 和 ＋ － ＋ － 填土滑裂面与水平面的夹角。公式计算简便 ，便 于工程技术人 员掌握和应用。 关键 词 库仓 －￣ ２理 论 非饱 和膨 胀 土 基 质吸 力 极值 条 件 主动 －￣ ２ ＋ － ＋ －
— —
孔 隙气应 力 ；
—
１ 前言
—
孔 隙水应 力 ；
有效 内摩擦 角 ；
—
膨胀土是强亲水性的蒙脱石或蒙脱石 一 伊利石 为主要成分的高塑性粘土 ，粘粒含量高 ，自由膨胀 率大 于 ４ ０％ ，属 高 液 限粘 土 … 。膨 胀 土 在 我 国广 泛分布 ，区域遍及全 国 ２ ０多个省份 ，工程建设 中 经常会遇到膨胀土的问题 。膨胀土主要表现为高塑 性 、胀缩 性 的物理 力学 性质 ，其强 度 与含水 量关 系 密切 ， 含水量增加则体积膨胀 ，强度降低 ；反之则 体积 缩小 ，强度增 加 。非饱 和膨胀 土 主动 土压力 不 同于一般 粘性 土 ，试验 表 明 ，饱 和后 的膨胀 土 的主 动 土压力 能 达 到 原 来 的 十 几 倍 Ｊ ，因 此 ，非 饱 和 膨胀 土 主动 土压力 计算 中应 充分 考虑 上述影 响 。 目 前 ，膨胀土土压力计算主要采用以库仑土压力理论 为 基础 的等 代 内摩 擦 角法 和 以朗肯理 论 为基础 ，使 用 Ｆｅｌｎ ｒｄｕ ｄ的 非饱 和 土 强 度 公 式 的土 压 力 计 算 方 法 。前 者不 能给 出正 应力 与等 代 内摩 擦角 的换 算关 系 ，只能据 经验 确定 ；而后 者 的假设 条件 苛刻 ，工 程 中严 格满 足其 假设 条件 的非 常少见 ，适 用范 围 有 限 。朱 志铎 等考 虑非饱 和 土基 质吸力 ，以库仑 理论 为基 础 ，推 得 了非 饱 和 膨胀 土 的主 动 土 压力 公 式 ， 但 没 能得 到在极 值 条 件 下 的 主动 土 压 力计 算 公 式 ， 求解过程必须进行试算 ，较为繁琐 。本文在有关研 究 成 果 的基础 上 ，考 虑非饱 和 膨胀 土基 质 吸力 ，推 出 了极值 条件 下 的主动 土压力 公式 ，该 公式无 须试 算可直接求 出主动土压力和填土滑裂面与水平面的 夹角 。公式计算简便 、精度可靠 ， 便于工程技术人 员掌 握和应 用 。
用土力学的新概念揭开非饱和土力学之谜
用土力学的新概念揭开非饱和土力学之谜蒙理明【摘要】该文用土力学的新概念解答了有效应力、吸力、经典凝聚力、抗剪强度、土的压缩变形及固结等等问题。
在抗剪极限状态，颗粒接触点、结合水膜和表面张力收缩膜的对应项是有效应力。
在绝对压强下，再没有负的土中自由水压力之说。
非饱和土的吸力有4项，包括颗粒摩擦或咬合、结合水膜、表面张力收缩膜、水气不抵大气压强抗拉强度。
经典凝聚力等价于初始抗剪强度，有2项，包括真凝聚力和初始摩擦抗剪强度。
天然非饱和土的抗剪强度有4项，包括膜、水气不抵大气压强自重应力、土自重应力、附加重力的抗剪强度贡献。
应该用总应力模式分析土的压缩变形及固结，非饱和土的本构关系应该是总应力、水分与总应变的关系。
%This paper answers effective stress,suction and the classic cohesion,shear strength,compressive de-formation and consolidation of soil,and so on with new concept of soil mechanics.In shear limitstate,corresponding item of the particle contact point,combined water film and the surface tension contraction film is the effective stress. Under the absolute pressure,and there is no free water in the soil of negative pressure.The unsaturated soil suction has four,including particle friction or occlusion,combined water film,surface tension contraction film,water and gas do not cover the atmospheric pressure tensile strength.Classic cohesion is equivalent to the initial shear strength,there are 2items,Including true cohesion and initial friction shear strength.Natural unsaturated soil shear strength has 4 i-tems,Including film,water and gasdo not cover the atmospheric pressure gravity stress,earth gravitystress,addi-tional gravity to the shear strength.The total stress pattern should be used to analysis compression deformation and consolidation of soil.And unsaturated soil constitutive relation should be the relationship among total stress,moisture and total strain.【期刊名称】《建材世界》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】7页(P64-69,74)【关键词】吸力之谜;结合水膜;表面张力收缩膜;真凝聚力;初始摩擦抗剪强度;总应力模式【作者】蒙理明【作者单位】海南城安和兴房屋安全鉴定有限公司，海口 570203【正文语种】中文赵成刚等[1]指出,近些年非饱和土力学的研究非常活跃,但对一些基本问题的认识并不一致,有时甚至概念混淆。
土力学课后答案详解 第6章
2m 2m 2m
ϕ 1= 30 ° ， γ 1= 18 κ Ν /m 3 ϕ 2= 26° ， γ 1= 17κ Ν /m 3
ϕ 3= 26° ， γ 3= 9κ Ν /m 3
6.21 题 6-1 图
解:
K a1
=
tan 2 (45o
−
ϕ1 2
)
=
tan 2 (45o
−
30o 2
)
压力。 6-3 朗肯土压力理论的基本假设是什么？
答：弹性半空间体内的应力状态，根据土的极限平衡条件而得出的土压力计算方法。在 弹性匀质的半空间体中，任一竖直面应都是对称面，其上的剪应力为零。 6-4 库仑土压力理论的基本假设是什么？
答：①墙后填土是理想的散粒体（粘聚力 c =0）；②滑动破裂面为通过墙踵的平面。
第六章 思考题与习题
思考题
6-1 什么是主动土压力、被动土压力和静止土压力？三者的关系是什么？ 答：（1）主动土压力：当挡土墙在外力作用下，向土体方向偏移至墙后土体达到极限平
衡状态时，作用在墙背上的土压力称为主动土压力，一般用 Ea 表示。
（2）被动土压力：当挡土墙在外力作用下，向土体方向偏移墙背土体达到极限平衡状
的状态。
当挡土墙离开土体向左移动时，墙后土体有伸张趋势。此时竖向应力σ z 不变，法向应 力σ x 减小，σ z 和σ x 仍为大、小主应力。当挡土墙位移使墙后土体达极限平衡状态时，σ x
达到最小值σ a ，其摩尔应力圆与抗剪强度包线相切。土体形成一系列滑裂面，面上各点都
处于极限平衡状态，称主动朗肯状态，此时墙背法向应力σ x 为最小主应力，即朗肯主动土
墙底：σ p1 = (q + γh)K p = (25 + 16 × 5) × 3.85 = 404.25kPa
非线性库仑主动土压力分析理论
第25卷 第12期岩石力学与工程学报 V ol.25 No.122006年12月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec .，2006收稿日期：2006–04–07；修回日期：2006–04–24基金项目：国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412702)作者简介：秦四清(1964–)，男，博士，1986年毕业于华北水利水电学院地质系水文地质与工程地质专业，现任研究员，主要从事非线性工程地质学和岩土工程方面的研究工作。
E-mail ：qsqhope@非线性库仑主动土压力分析理论秦四清，李 晓(中国科学院 地质与地球物理研究所，北京 100029)摘要：应用突变理论方法，研究当挡墙墙背竖直、光滑，且墙后土体由应变硬化介质与应变软化介质组成时，两种介质相互作用产生主动土压力的非线性理论。
给出主动土压力产生的的充要力学条件判据，发现主动土压力的产生与两种不同介质的刚度比k 和材料的均匀性指标有极大关联性。
当填土面水平且只有应变软化介质时，经典库仑和朗肯土压力理论只是非线性理论k = 0的特例。
研究结果表明：土压力强度σa 随深度z 的变化是非线性的关系：当k = 0时，σa -z 的关系是线性的；当应变硬化介质的剪切模量G h 较小时，σa -z 关系呈近似线性关系；当G h 较大时，σa -z 关系为明显的非线性关系。
σa -z 关系理论曲线与土压力模型试验和实测结果具有很好的一致性。
关键词：土力学；主动土压力；应力–应变性质；刚度比；材料均匀性指标；非线性中图分类号：TU 432 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2006)12–2399–08NONLINEAR THEORY ON COULOMB ′S ACTIVE EARTH PRESSUREQIN Siqing ，LI Xiao(Institute of Geology and Geophysics ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100029，China )Abstract ：The nonlinear theory of the active earth pressure produced by the interaction of two media ，which are composed of strain-hardening medium and strain-softening medium for the soil masses behind the retaining wall ，is studied by using catastrophe theory when the wall back is vertical and smooth. The necessary and sufficient conditions leading to the active earth pressure are presented. It is found that the formation of the active earth pressure relies mainly on both the stiffness ratio k of the media and the homogeneity index. It is also illuminated that the classical Coulomb ′s and Rankine ′s theory on the earth pressure is a special example of k = 0 when the backfill surface is horizontal and the backfill is composed of a strain-softening medium. It is shown that therelation between the earth pressure strength σa and the depth z is nonlinear ，i. e. the σa -z relation is linear for k = 0. The σa -z relation is approximately linear for the relatively small shear modulus G h of the strain-hardening medium ，and the σa -z relation is obviously nonlinear for the relatively large value of G h . By making contrast between the theoretical curves and experimental or in-situ monitored data ，the nonlinear earth pressure theory is proven to be effective.Key words ：soil mechanics ；active earth pressure ；stress-strain property ；stiffness ratio ；homogeneity index of material ；nonlinearity1 引 言挡土墙土压力的计算是岩土力学与工程设计中的一个经典问题。
降雨条件下路肩墙墙背受力分析
2019年16期研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application降雨条件下路肩墙墙背受力分析常锋（中交公路规划设计院有限公司宁夏分公司，宁夏银川750000）引言降雨是一种常见的自然现象，同时也是导致路基等众多工程失稳破坏的主要原因之一；挡土墙是填方路基和半填半挖路段路基的常用支挡结构物之一，分析路基挡墙墙背所受的各种力对于确保路基的稳定性和耐久性十分必要，土压力是主要的荷载之一。
在路基挡墙的设计中通常会布置排水系统，目的是把路基工作区的土基含水量降低到一定的范围，若土基含水量过大、排水不良就可能会引起土质湿软、土体强度降低进而引发一系列的灾害。
赵明华[1]等探讨了IEM 和FDEM 降雨模型雨水入渗路基的机理，并且推导出了降雨作用下雨水入渗路基深度公式；张常光、赵均海[2-3]等基于非饱和土双应力状态变量，考虑中间主应力效应，建立了非饱和土抗剪强度及土压力的统一解；王俊杰[4-5]等考虑饱和填土稳定渗流分别在荷载、地震力等作用下的土压力进行了研究。
本文基于现有的饱和土和非饱和土土压力理论，并结合降雨入渗模型的相关研究成果，分析在降雨条件下，雨水入渗路基一定深度，受地下水位的影响时，路基墙后填土作用于墙体上的受力情况。
1所研究的问题及基本假设1.1研究问题的描述路肩墙上的土压力因边坡形式和荷载分布的不同，土压力的计算也不同，不仅如此，土压力还受降雨入渗及地下水的影响。
本文以挡土墙为研究对象，基于墙后路基填土面水平，在降雨情况下，入渗到墙后填土体内的雨水量不同，从而对挡土墙上土压力大小的影响也不同。
如图1所示，墙高为H ，墙背布置排水系统，地下水水位初始高度为h 0，其中基本条件满足1.2假定。
研究的问题主要是降雨后入渗到填土体中的水未能达到地下水，或使地下水水位升高Δh ，水位线变为h=h 0+Δh 时墙体的主动土压力大小，水位线以上为均非饱和土体，水位线以下为饱和土体。
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[3] [1]
实际工程应用中， 角 b 常有两种取 性密切相关[10]。 值方法，一种方法是取稳定段的较小吸力角，这种 方法的参数便于由试验确定，理论分析与计算也较 简单，同时所得结果也偏于安全，这种方法应用最 广泛且已被工程界接受，原文[1]就是采用的这种方 法。 另一种方法是把角 b 随基质吸力的变化以某种 函数表示，如文献[5]中的分段双曲线，这种方法当 前在试验及理论分析中应用居多，是今后非饱和土 强度理论工程应用研究的方向之一。 以上只是笔者们的一些看法，如有不妥之处， 肯请批评和指正。 参 考 文 献
收稿日期：2013-06-09 第一作者简介：赵均海，男，1960年生，博士，教授，博导，主要从事强度理论、结构工程和固体力学等方面的研究工作。E-mail: zhaojh@
2432
岩
土
力
学
2013 年
[4]
张常光, 赵均海. 对“关于‘非饱和土抗剪强度及土压 力统一解’的讨论”的答复[J]. 岩土力学, 2011, 32(4): 1279－1280. [8]
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第 34 卷第 8 期 2013 年 月
文章编号：1000－7598－(2013) 08－2431－02
岩 土 力 学 Rock and Soil Mechanics
Vol.34 No.8 Aug. 2013
对“关于‘非饱和土库仑主动土压力 统一解’的讨论”的答复
赵均海 1，梁文彪 2，张常光 1，李 艳 1
（1.长安大学 建筑工程学院，西安 710061；2.中联西北工程设计研究院，西安 710082）
中图分类号：TU 432；411
文献标识码：B
非常感谢汪丁建先生对作者稿件细致的阅读和 讨论，这些意见对笔者今后的研究工作和论文撰写 帮助很大。以下将对汪丁建先生对《非饱和土库仑 主动土压力统一解》 （以下简称原文）一文所提 问题，逐一谈一些笔者的浅显认识和释疑。 （1）原文[1]是在文献[2]非饱和土双应力状态变 量抗剪强度统一解的基础上对库仑主动土压力进行 的求解。非饱和土双应力状态变量抗剪强度统一解 是张常光博士在现有非饱和土 Mohr-Coulomb 强度 准则抗剪强度理论的基础上，应用统一强度理论拓 展建立的，具有广泛的适用性和理论意义。有关余 文龙博士 对于文献[2]的讨论，张常光博士在文献 [4]中给予了详细的解答。此外，文献[5]中平面应变 条件下非饱和土抗剪强度统一解的提出，也有助于 对本文以及相关研究的理解，请参阅。 （2）原文参数 为填土与墙背之间的外摩擦角， 由摩擦角的定义“摩擦角为墙体对填土总反力与接 触面法线之间的夹角” 可知参数 即为 Ea 与接触面 法线之间的夹角，如文献[6－9]在推导库仑主动土 压力的过程中，主动土压力与墙背之间的夹角也始 终采用外摩擦角 。原文图 1 右侧楔形体几何关系 中的夹角用符号 表示，夹角 的具体值与整体平 衡中的众多因素（如内黏聚力 c 、内摩擦角 、外 黏聚力 k 等） 有关[7]， 与外黏聚力 k 的确定关系有待 进一步研究。 （3） 角 b 用来反映非饱和土抗剪强度随基质吸 力而变化的快慢情况和基质吸力之间存在非线性关 系。世界各地不同地理位置非饱和土的角 b 一般都 小于或等于其有效内摩擦角 ， 具体变化规律与土
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上接第2429页
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