关于《铁路隧道设计规范》（TB 10003-2016）洞门计算中参数“a较小”界定的讨论 作者：才华比仙（QQ群727564101）
自2018年注册岩土专业考试改革以来，《铁路隧道设计规范》（TB 10003-2016）较旧版有了全面更新，其中，以附录H“洞门墙计算方法”部分变化最大，旧版规范此部分计算方法基本同《公路隧道设计规范》，而新版规范考虑更为细致，依据顶面坡脚至洞顶边缘距离a对土压力计算影响的不同，将“a较小，a较大”等不同情况下土压力的计算进行了详细讨论，土体破裂角的计算公式也进行了合理修正。
应该说，新版规范考虑细致，更符合洞门的实际受力状态，计算更为合理，但非常遗憾的是：规范并未给出“a较小，a较大”的定量界定，使得考生普遍担心该部分知识点无法把握，这件事在当年各大注册考试群里引起了不小轰动，更有甚者，部分考生曲解规范，对规范条文断章取义，自己创造出一套定量界定方法，甚至有参考书也将该方法引入例题，令人啼笑皆非！
下面，鄙人将针对以上问题，对该规范的来龙去脉及此部分条文深入剖析，并对规范引用过程中部分公式存在的错误一一指出，欢迎大家批评指正！！
附：《铁路隧道设计规范》（TB 10003-2016）正文
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1.破裂角的讨论
以上是新版规范的全部条文，细心的朋友可以发现，与旧版规范相比，式H.0.1-1中tanω的计算中多了一项A的修正，而从A的表达式来看，此公式实质上是考虑了坡脚至洞顶水平距“a”对于土体破裂角的影响，下面逐一展开讨论：
1）旧版规范忽略了a的影响，即求破裂角时假定a=0，从而A=0，此时对比验证，新旧规范tanω计算公式完全一致。其实这个破裂角就是忽略墙背摩擦角的库伦土压力的破裂角公式（此公式有不同表达结构，以上为一种），因为在库伦土压力求解中，斜坡是从挡墙顶开始的，也即a=0，洞门也就是一个仰斜式挡土墙；
2）新版规范增加了a的影响，此时土压力的计算仍然为楔体模式，经下图1对比可知，新版规范多了△ABC楔体对于土体破裂角的贡献，而旧版规范在计算破裂角时，近似用了库伦破裂角（仅考虑楔体EBD）。
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图1 洞门计算楔体模型
1. 土压力的讨论
土压力的计算规定了a
较大和a
较小两种情况，规范并未给定这种判别的依据，仅在条文说明部分介绍，该方法引用自《铁路隧道手册》，本人查阅该手册（78
版），原文如下： 1
）从手册的该表可以看出，规范几乎完全引用了手册方法，略有不同的是，a
较小时，规范计算tan
ω考虑了A
的修正，而手册忽略了此修正，按照a
较大且交于斜坡的Ⅰb
公式计算，但土压力的计算方法一致。2
）规范中H.0.1-4存在两处错误：①E=1/2bγ(H-h0)2λ’’有误，按照规范配图，应该为：E=1/2bγH2λ’’②λ’’计算公式有误，第一项分子“（）”内应为“（1-tgatgε）”，“+”号改为“-”号以上错误经本人推导验证，手册公式无误，属于规范引用错误，望务必重视！！3
）规范与手册均未指定a
较大及较小的界定方法，属于一笔糊涂账！但从手册的公式可以看到，a
越小则越可以忽略a
对于计算结果的某些影响（即a
较小的情形）；当a
增大到一定程度，a
对于破裂角及土压力计算的影响会加大，不可以忽略，此时属于斜坡段与平台段共同影响阶段（即a
较大且交于斜坡的情形）；当a
足够大时，破裂角交于平台，斜坡对于土压力计算不再具有贡献，此时就是一个坡顶水平的库伦土压力问题（手册Ⅲ的情形）！4
）考友的错误该规范出来后，有部分考生提出：a
较大就是破裂面交在斜坡上，其余为a
较小！这种错误认识源于对规范原文“a较大且交于斜面”的曲解，错误的理解为a较大的判别条件就是破裂面交于斜面，这是一个汉语言语法理解的错误！根据手册的内容，a较大分了两种，一种是破裂面交在斜面上，一种是破裂面交在平台上，前者考虑平台段与斜坡段对于土压力计算的综合影响，后者仅计入平台段的影响；a较小时破裂面一定是交在斜面上的，但由于平台太短，完全忽略平台段对于破裂角的影响，近似取破裂角为库伦土压力破裂角，如果按照上述群友的理解，a较小反而没有交在斜面上，谬以千里了！！！
