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zndxshm 2009-10-29发表的原帖“关于《建筑基坑支护技术规范》图3.4.1的疑问”请见链接:
http://www.yantubbs.com/read.php?tid=72589 现回复如下:
1、在地下水位处,主动土压力为何有突变?
答:严格地说,图3.4.1中地下水位与主动土压力突变处并不位于同一高度。从图中可以看出有一点错位。即使碰巧画在同一高度,也只是巧合而已。地面有局部分布的均布荷载、土体的粘聚力突变、内摩擦角突变,都会引起主动土压力分布线突变(有增大、有减小)。土的重度发生变化之处,主动土压力分布线不会发生突变,但斜率会发生变化。地下水位之上、下,重度通常是不同的,但一般常认为粘聚力、内摩擦角不变。所以说,在地下水位处,一般并不必然出现主动土压力分布线的突变。可参见郎肯主动土压力计算公式。
2、基坑底下主动土压力为何为矩形分布?如果是粉土或者粘土 ,的确为矩形,如果是砂土,则为梯形。
答:基坑底下主动土压力,如果按郎肯理论计算,应是随深度增大的。但工程实践和试验研究表明,大约在基坑底以下,主动土压力通常并不随深度增大,或增大并不明显。规范依此做了规定,在计算基坑底以下主动土压力时,土的竖向自重应力一律取为基坑底处的值,而不像郎肯理论那样随计算深度的增加而增加。当没有地下水时,或者虽有地下水但用水土合算时,基坑底以下主动土压力即为矩形分布(即竖直线,无论什么土);如果有地下水,并按水土分算时(通常为砂土或碎石土),则在地下水位以下为斜线(这斜线和竖直线之差,就是静水压力),也就是主动土压力为梯形分布而不是矩形分布。通常粉土或者粘性土用水土合算,而砂土或碎石土用水土分算。JGJ120-99还有一些其它的特殊规定。
3、假设是粉土或者粘土 ,主动土压力为矩形分布,那么在左侧有地下水处,为什么主动土压力会突变小?
答:这里主动土压力变小的原因,如上所述,与地下水无关,可能是因为地面有局部分布的均布荷载,或者土体的粘聚力变大,或者内摩擦角变大,或者这几种情况都有。
土压力理论是注册岩土专业考试的重点和难点之一。JGJ120-99也有一些特殊的地方。无论是为了考试还是工作需要,作为岩土工程师,还是应当好好掌握的。2009年本人曾给一个注册岩土专业考试特训班讲过课。那是一个小班。为了给偶尔缺课的个别学员补课的方便,我录制了部分课件。附件1是土压力与土坡稳定,附件2是基坑支护。部分内容是用小黑板写的,没有录下来。课上的部分内容是用激光笔指示的,没有录下激光笔的光点信号。
本人上课的目的,只是为了学员更容易通过专业考试。但总计18天的特训课程结束后,几乎每个学员都发现有一个意外的收获,那就是在岩土工程专业领域,自己的知识基础更扎实、范围更全面了。这本来不是我们的基本目标,但有这样的副产品,我们都很高兴。
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陈轮
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