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    道路路基基坑工程支护结构的水土压力计算总结

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    (1)水土分算

    水土分算是分别计算土压力和水压力,以两者之和为总的侧压力。水土分算适用于土孔隙中存在自由的重力水的情况或土的渗透性较好的情况,一般适用于碎石土和砂土,这些土无黏聚性或弱黏聚性,地下水在土颗粒间容易流动,重力水对土颗粒中产生孔隙水压力。对于砂土、粉性土和粉质黏土等渗透性较好的土层,应该采用水土分算的原则来确定支护结构的侧向压力。侧向土压力通常可按朗肯主动压力和被动压力公式计算。地下水无渗流时,作用于挡土结构上的水压力按静水压力三角形分布计算。地下水有稳定渗流时,作用于挡土结构上的水压力可通过渗流分析计算各点的水压力,或近似地按静水压力计算,水位以下的土的重度以下的土的重度应采用浮重度,土的抗剪强度指标宜取有效抗剪强度指标。

    (2)水土合算

    地下水位以下的水压力和土压力,按有效应力原理分析时,水压力与土压力应分开计算。水土分算方法概念比较明确,但是在实际使用中有时还存在一些困难,特别是对黏性土,水压力取值的难度大,土压力计算还应采用有效应力抗剪强度指标,在实际工程中往往难以解决。因此,在很多情况下黏性土往往采用总应力法计算土压力,也有了一定的工程实践经验。

    道路路基基坑工程支护结构的水土压力计算总结

    水土合算是将土和土孔隙中的水看做同一分析对象,适用于不透水和弱透水的黏土、粉质黏土和粉土。通过现场测试资料的分析,黏性土中实测的水压力往往达不到静水压力值,可认为土孔隙中的水主要是结合水,不是自由的重力水,因此它不易自由流动而不单独考虑静水压力。因为将土粒与孔隙水看作一个整体,直接用土的饱和重度和总应力抗剪强度指标计算侧压力。然而,黏性土并不是完全理想的不透水层,因此在黏性土层尤其是粉土中,采用水土合算方法只是一种近似方法。这种方法亦存在一些问题,可能低估了水压力的作用。

    水压力:在重力作用下的均质静止液体中,任一点的压强为p=p0+γh。式中p0为液面压强,h为该点处于液面下的深度,γ为液体容重,γh就是从该点到液面的单位面积上的液柱重量,一般不考虑p0。

    水压力具有不同方位的各作用面上的压强大小彼此相等,水对支护结构的侧压力和竖向压力都等于p=γh。当然这考虑的是静水的压力,如果有渗透还另外计算。

    道路路基基坑工程支护结构的水土压力计算总结

    土压力:土体对支护结构的侧压力,土压力可分为以下三种:

    (1)静止土压力:当挡土墙静止不动,土体处于弹性平衡状态时,土对墙的压力称为静止土压力E0 。

    (2)主动土压力:当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时,作用在墙上的土压力称为主动土压力,一般用Ea表示。

    (3)被动土压力:当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时,作用在挡土墙上的土压力称为被动土压力,用Ep表示。

    挡土墙完全没有侧向位移、偏转和自身弯曲变形时,作用在其上的土压力即为静止土压力,此时墙后土体处于侧限应力状态(弹性平衡状态),与土的自重应力状态相同。  

    半无限土体中h深度处一点的应力状态,巳知其水于面和竖直面都是主应力面。作用于该土单元上的竖直向主应力就是自重应力σv=γh,则水平向自重应力(静止土压力强度): σ0 = σh =k0γh

    土压力和水压力很大的区别就是,水压力水平和竖向相等,土压力水平和竖向不等,差一个水平土压力系数。

    道路路基基坑工程支护结构的水土压力计算总结

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