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文檔簡(jiǎn)介
1、滲透性好的土一般采用水土分算,故對(duì)碎石、砂土用水土分算,而粘性土若按照水土分算,總的水土壓力可能偏大,故有實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)可采用水土合算。個(gè)人認(rèn)為粉土介于二者之間,若當(dāng)?shù)夭o實(shí)際經(jīng)驗(yàn),還是建議以分算為宜。 按照有效應(yīng)力原理分析,水土分算。但粘性土在實(shí)際工程中空隙水壓力往往難以確定,因此,在許多情況下,往往采用總應(yīng)力法計(jì)算,即水土合算。對(duì)地下水位以下的粉土,砂土,碎石土,由于其滲透性強(qiáng),地下水對(duì)顆粒可形成浮力,故應(yīng)采用水土分算。水壓力可按靜水壓力計(jì)算。所謂水土分算,其實(shí)質(zhì)就是分別計(jì)算水、土壓力,以兩者之和為總側(cè)壓力。計(jì)算土壓力時(shí)用土的浮重度,計(jì)算水壓力時(shí)按全水頭的水壓力考慮。這一方法適用于土空隙中
2、存在自由水的情況或土的滲透性較好的情況, 如:碎石土及砂土。 很顯然,土體中的水壓力與其空隙中的自由水及其滲透性是密切相關(guān)的,而碎石土及砂土的滲透性相差非常大,粉、細(xì)砂的滲透系數(shù)ks一般為1.0m/d左右,卵石層則可高達(dá)500m/d,兩者相差達(dá)數(shù)百倍,如此大的差別都統(tǒng)一按全水頭的水壓力考慮顯然是不合適的。工程實(shí)踐也表明:按水土分算方法計(jì)算水壓力對(duì)于大多數(shù)土層來說,其作用都偏大。所謂水土合算,其實(shí)質(zhì)就是不考慮水壓力的作用,認(rèn)為土空隙中的水都是結(jié)合水,沒有自由水,因此不形成水壓力。土顆粒與其空隙中的結(jié)合水是一整體,直接用土的飽和重度計(jì)算土體的側(cè)壓力即可。顯然這一方法在理論上講僅適用于滲透系數(shù)為零的
3、不透水層。然而,完全不透水的土層是不存在的,因此水土合算法仍然是巖土工程界的一個(gè)爭(zhēng)論問題。持贊同觀點(diǎn)者認(rèn)為:在一些滲透性很差的粘性土層中,水壓力幾乎為零,再按水土分算法計(jì)算水壓力會(huì)使支護(hù)結(jié)構(gòu)的造價(jià)大大增加,顯然是不合適的;而持反對(duì)觀點(diǎn)者認(rèn)為: 粘性土雖然滲透性差,但當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)本身具有較好的防水性能時(shí)(如地連墻結(jié)構(gòu)、有止水帷幕的排樁結(jié)構(gòu)及復(fù)合土釘墻結(jié)構(gòu)),只要假以時(shí)日,水壓力應(yīng)該能達(dá)到靜水壓力。完全忽視水壓力的作用,可能會(huì)造成結(jié)構(gòu)上的工程隱患。設(shè)地下水位為0.00,計(jì)算擋墻的主動(dòng)土壓力。水土合算:取飽和容重及C,值計(jì)算對(duì)擋墻的側(cè)壓力;水土分算:取浮容重及C,值計(jì)算土側(cè)壓力并與靜水側(cè)壓力相疊加計(jì)算
4、對(duì)擋墻的側(cè)壓力,可知,當(dāng)C,0時(shí),水土分算對(duì)擋墻的側(cè)壓力總是大于水土合算的側(cè)壓力,因?yàn)樗梁纤銓?shí)際上等于把靜水壓力也按值進(jìn)行了折減,這是數(shù)學(xué)問題。當(dāng)C,=0時(shí),兩者相等。大家把建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(3.4.1-2)條公式推導(dǎo)一下即可知道。 (1)分算、合算取決于工況對(duì)于施工期或短期穩(wěn)定和計(jì)算,一般采用總應(yīng)力法,即土水合算,來不及排水的情況,采用土的Cu(不排水剪切強(qiáng)度),=0;對(duì)于長(zhǎng)期、遠(yuǎn)期、永久穩(wěn)定性和計(jì)算問題,考慮有效應(yīng)力法,即土水分算,即排水的情況,一般采用c、,而且非粘性土c=0,粘性土的c比Cu小很多。(2)非粘性土砂、礫石等,則不用考慮工況,永遠(yuǎn)是排水的狀態(tài)、永遠(yuǎn)采用有效應(yīng)力原理、
5、永遠(yuǎn)土水分算。因?yàn)?,排水很暢!?qiáng)度只有個(gè)的貢獻(xiàn)。關(guān)于水土合算與水土分算,主要涉及重力的性質(zhì)如何與抗剪強(qiáng)度指標(biāo)匹配的問題。 在土壓力計(jì)算公式中,要用到土的重度指標(biāo),這反映了土體的自重對(duì)土壓力的影響。所謂水土合算和水土分算,就是在計(jì)算公式中,土的重度是用天然重度還是浮重度,在物理概念上是土中水對(duì)擋墻的作用如何考慮的問題。從不同的概念出發(fā),建立在不同假定的基礎(chǔ)上,采用不同的強(qiáng)度指標(biāo),可以得出不同的計(jì)算方法。 1) 按有效原理計(jì)算 根據(jù)有效原理計(jì)算正常固結(jié)粘土的土壓力時(shí),必須按照分別計(jì)算土的骨架和孔隙水所引起的壓力,即水、土分算,計(jì)算公式中采用有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和土的浮重度計(jì)算。 2)按總應(yīng)力法 在總應(yīng)
6、力法中,強(qiáng)度指標(biāo)采用固結(jié)不排水剪試驗(yàn)結(jié)果,其內(nèi)摩擦角低于有效內(nèi)摩擦角,這反映了將固結(jié)壓力作為不變的總應(yīng)力而同時(shí)忽略了剪切應(yīng)力對(duì)孔隙水壓力的影響,但其中并不涉及靜水壓力的問題。用有效重度和總應(yīng)力指標(biāo)計(jì)算土壓力。 在水土合算的計(jì)算公式中采用總應(yīng)力指標(biāo)和和飽和重度計(jì)算,但如果將飽和重度為有效重度與水的重度之和代入公式,進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn),水土合算的方法實(shí)際上將水壓力也乘以土壓力系數(shù)。在砂土中,這個(gè)計(jì)算方法顯然是不合適的;對(duì)于粘性土,情況比較復(fù)雜,從土中水全部是自由水的觀點(diǎn)看,水壓力打折扣也是不合適的;但如承認(rèn)粘性土中的水不全部是自由水,則打一定的折扣,也是合適的,這就和粘性土中考慮浮力的方法相似。實(shí)測(cè)資料表明,粘性土中的浮力并沒有100%的發(fā)揮。其實(shí),正如文獻(xiàn)所指出的,總應(yīng)力法“既然為了繞過了孔隙壓力估算的難題,把水和土作為一個(gè)整體來考慮,就不必再追究其中的孔隙壓力的作用機(jī)理,在邊坡穩(wěn)定分析中也是如此。此外,總應(yīng)力法其實(shí)是一種帶有一些經(jīng)驗(yàn)成分的方法,
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