简述水土分算和水土合算

渗透性好的土一般采用水土分算，故对碎石、砂土用水土分算，

而粘性土若按照水土分算，总的水土压力可能偏大，故有实际工程经验时可采用水土合算。

个人认为粉土介于二者之间，若当地并无实际经验，还是建议以分算为宜。

按照有效应力原理分析，水土分算。但粘性土在实际工程中空隙水压力往往难以确定，因此，在许多情况下，往往采用总应力法计算，即水土合算。

对地下水位以下的粉土，砂土，碎石土，由于其渗透性强，地下水对颗粒可形成浮力，故应采用水土分算。水压力可按静水压力计算。

所谓水土分算，其实质就是分别计算水、土压力，以两者之和为总侧压力。计算土压力时用土的浮重度，计算水压力时按全水头的水压力考虑。这一方法适用于土空隙中存在自由水的情况或土的渗透性较好的情况，如：碎石土及砂土。很显然，土体中的水压力与其空隙中的自由水及其渗透性是密切相关的，而碎石土及砂土的渗透性相差非常大，粉、细砂的渗透系数ks一般为1.0m/d左右，卵石层则可高达500m/d，两者相差达数百倍，如此大的差别都统一按全水头的水压力考虑显然是不合适的。工程实践也表明：按水土分算方法计算水压力对于大多数土层来说，其作用都偏大。

所谓水土合算，其实质就是不考虑水压力的作用，认为土空隙中的水都是结合水，没有自由水，因此不形成水压力。土颗粒与其空隙中的结合水是一整体，直接用土的饱和重度计算土体的侧压力即可。显然这一方法在理论上讲仅适用于渗透系数为零的不透水层。然而，完全不透水的土层是不存在的，因此水土合算法仍然是岩土工程界的一个争论问题。持赞同观点者认为：在一些渗透性很差的粘性土层中，水压力几乎为零，再按水土分算法计算水压力会使支护结构的造价大大增加，显然是不合适的；而持反对观点者认为：粘性土虽然渗透性差，但当支护结构本身具有较好的防水性能时（如地连墙结构、有止水帷幕的排桩结构

及复合土钉墙结构），只要假以时日，水压力应该能达到静水压力。完全忽视水压力的作用，可能会造成结构上的工程隐患。

设地下水位为0.00，计算挡墙的主动土压力。水土合算：取饱和容重及C,Φ值计算对挡墙的侧压力;水土分算：取浮容重及C,Φ值计算土侧压力并与静水侧压力相叠加计算对挡墙的侧压力，可知，当C,Φ>0时，水土分算对挡墙的侧压力总是大于水土合算的侧压力,因为水土合算实际上等于把静水压力也按Φ值进行了折减，这是数学问题。当C,Φ=0时，两者相等。大家把《建筑基坑支护技术规程》（3.4.1-2）条公式推导一下即可知道。

（1）分算、合算取决于工况

对于施工期或短期稳定和计算，一般采用总应力法，即土水合算，来不及排水的情况，采用土的Cu（不排水剪切强度），φ=0；对于长期、远期、永久稳定性和计算问题，考虑有效应力法，即土水分算，即排水的情况，一般采用c'、φ'，而且非粘性土c'=0，粘性土的c'比Cu小很多。

（2）非粘性土

砂、砾石等，则不用考虑工况，永远是排水的状态、永远采用有效应力原理、永远土水分算。因为，排水很畅！强度只有个φ'的贡献。

关于水土合算与水土分算，主要涉及重力的性质如何与抗剪强度指标匹配的问题。

在土压力计算公式中，要用到土的重度指标，这反映了土体的自重对土压力的影响。所谓水土合算和水土分算，就是在计算公式中，土的重度是用天然重度还是浮重度，在物理概念上是土中水对挡墙的作用如何考虑的问题。从不同的概念出发，建立在不同假定的基础上，采用不同的强度指标，可以得出不同的计算方法。

1）按有效原理计算

根据有效原理计算正常固结粘土的土压力时，必须按照分别计算土的骨架和孔隙水所引起的压力，即水、土分算，计算公式中采用有效抗剪强度指标和土的浮重度计算。

2）按总应力法

在总应力法中，强度指标采用固结不排水剪试验结果，其内摩擦角低于有效内摩擦角，这反映了将固结压力作为不变的总应力而同时忽略了剪切应力对孔隙水压力的影响，但其中并不涉及静水压力的问题。用有效重度和总应力指标计算土压力。

在水土合算的计算公式中采用总应力指标和和饱和重度计算，但如果将饱和重度为有效重度与水的重度之和代入公式，进行比较后发现，水土合算的方法实际上将水压力也乘以土压力系数。在砂土中，这个计算方法显然是不合适的；对于粘性土，情况比较复杂，从土中水全部是自由水的观点看，水压力打折扣也是不合适的；但如承认粘性土中的水不全部是自由水，则打一定的折扣，也是合适的，这就和粘性土中考虑浮力的方法相似。实测资料表明，粘性土中的浮力并没有100%的发挥。其实，正如文献所指出的，总应力法“既然为了绕过了孔隙压力估算的难题，把水和土作为一个整体来考虑，就不必再追究其中的孔隙压力的作用机理，在边坡稳定分析中也是如此。此外，总应力法其实是一种带有一些经验成分的方法，其中可能会出现表观上的不合理，我们不能因此而任意进行改造。”该文献并明确地指出在粘性土中采用土压力的水土分算方法时，水压力取地下水位下的静水压力，土的抗剪强度指标取用总应力法固结不排水剪指标，是不合理的

水土合算与水土分算

1水土分算的概念与原理 1.1基本概念 水土分算原则,即分别计算土压力和水压力,两者之和即为总的侧压力。这一原则适用于土体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,一般适用于砂土、粉土和粉质粘土。 1.2侧压力计算原理 1.2.1土压力计算 侧向土压力通常按朗金主动土压力和被动土压力计算,计算时地下水位以下的土的重度采用浮重度。朗金理论的基本假定为: ①挡土墙背竖直,墙面光滑,不计墙面和土层之间的摩擦力; ②挡土墙后填土的表面为水平面,土体向下和水平方向都能伸展到无穷,即为半无限空间; ③挡土墙后填土处于极限平衡状态。在弹性均质的半空间体中,离开地表面深度为Z处的任意一点的竖向应力和水平应力分别为: σz= γZ(1) σx=K0γZ(2) 在朗金主动土压力状态下,最大主应力为σ1=γZ,最小主应力为σ3=Pa, Pa=γZtg2(45°-φ/2)-2ctg(45°-φ/2) (3)在朗金被动土压力状态下,最大主应力为被动土压力σ1=Pp,最小主应力为竖向压力σ 3=γZ ,Pp=γZtg2(45°+φ/2)+2ctg(45°+φ/2)(4)引入主动土压力系数Ka和被动土压力系数 Kp,并令: Ka=tg2(45°- φ/2) (5) Kp=tg2(45°+ φ/2) (6) 将式(5)、式(6)分别代入式(3)、式(4)得: Pa= γZKa-2c Ka(7) Pp= γZKp+2c Kp(8) 用朗金或库仑理论进行土压力计算时,通常要用到土的物性参数:重度γ、摩擦角φ和粘聚力c。而各层土的物性参数是不一样的,在工程应用中一般有两种处理方法。 (1)直接取用各层土物性参数的方法 当地层由多层土组成时,可分别采用各层土的物性参数,分别计算得到各层土的主动土压力强度和被动土压力强度。由于通常各土层是不同的,因此土压力强度图形沿挡土墙深度方向是不连续的;在土压力计算过程中要比单一土层情况复杂些,但计算结果比较符合工程实际。目前基坑支护结构土压力计算多采用专用程序计算,土层的数量几乎不会对计算速度产生影响。因此,该方法在工程实际中得到广泛采用。 (2)取土层物性参数加权平均的方法 该方法一般在地下结构的初步设计阶段,希望采用简单的计算方法来初步确定基坑的支护方案,不需要对土压力进行精确计算。为简化计算,将土层简化成单一均质土层的情况,通常采用土层厚度进行加权平均,算出等效的地层物性参数。 1.2.2土层中水压力的计算 地下水位稳定的地下结构物的侧向水压力可按静水压力确定,水压力强度根据帕斯卡定理计算: p w=h wγw(9) 式中p w———侧向静水压力的强度值; h w———水头高度,即地下水位到计算点的垂直距离;

高等土力学思考题与概念题

思考题 第一章： 1． 对于砂土，在以下三轴排水试验中，哪些试验在量测试样体变时应考虑膜嵌入 (membrane penetration)的影响？HC, CTC, CTE, RTC, RTE, 以及平均主应力为常数的TC TE 试验。 2．对于砂土，在常规三轴固结不排水(CU)压缩试验中，围压σ3为常数，其膜嵌入 (membrane penetration)效应对于试验量侧的孔隙水压力有没有影响，为什么？对于常规三轴固结排水试验对于试验有无影响？ 3．对于砂土，在常规三轴固结不排水(CU)压缩试验中，围压σ3为常数，其膜嵌入 (membrane penetration)效应对于试验的不排水强度有没有影响， 4．在周期荷载作用下饱和砂土的动强度τd (或σd )如何表示？定性绘出在同样围压σ3，不同初始固结比σ1/σ3下的动强度曲线。 5．在一定围压下，对小于、等于和大于临界孔隙比e cr 密度条件下的砂土试样进行固结不排水三轴试验时，破坏时的膜嵌入对于量侧的孔隙水压力有何影响？对其固结不排水强度有什么影响（无影响、偏大还是偏小）？ 6．在土工离心模型试验中进行固结试验，如果模型比尺为100，达到同样固结度，模型与原型相比，固结时间为多少？ 7．举出三种土工原位测试的方法，说明其工作原理、得到的指标和用途。 8．对于粗颗粒土料，在室内三轴试验中常用哪些方法模拟？各有什么优缺点？ 9．真三轴试验仪器有什么问题影响试验结果？用改制的真三轴试验仪进行试验，其应力范围有何限制？ 10． 在饱和土三轴试验中，孔压系数A 和B 反映土的什么性质？如何提高孔压系数B ？ 11． 在p, q 坐标、?σ,?τ坐标和在π平面坐标下画出下面几种三轴试验的应力路径（标出应力路径的斜率）。 （1） CTC （常规三轴压缩试验） （2） p ＝常数，b=0.5＝常数，真三轴试验； （3） RTE （减压的三轴伸长试验）。其中： 22)()()(21 3/)(3 13 12 132********σστσσσσσσσσσσσσ－＝＋＝-+-+-=++=q p

水土压力计算示例

4.1 基坑围护墙内、外的土压力、水压力计算 4.1.1主动土压力的计算 按照水土分算原则计算土压力时，可采用总应力抗剪强度指标按下式计算主动土压力。 ()a a i i a K C K h q p 2-+=∑γ 式中，a p ——计算点处的主动土压力强度（kPa ），0≤a p 时，取0=a p ； i γ——计算点以上各土层的重度（kN/m 3） ，地下水位以上取天然重度，地下水位以下取水下重度； i h ——各土层的厚度（m ）； a K ——计算点处土的主动土压力系数，() 245tan 2?-= a K ； C 、?——计算点处土的总应力抗剪强度指标。按三轴固结不排水试验或直剪固结快剪试验峰值强度指标取用。 计算式： ①填土 () 33.021045tan 21=-= a K ; 在水位以上 ()1111112a a a K C K h r q p -''+='; m h 01 ='； ())(6.633.0233.002011Kpa p a =?-?+='； m h 5.01 ='； ())(57.933.00233.05.0182012Kpa p a =?-??+='。 在水位以下 ()111111 112a a a K C K h r h r q p -+''+=； m h 01=； ())(57.933.00233.05.0182011Kpa p a =?-??+=； m h 11=； ())(21.1233.00233.0185.0182012Kpa p a =?-??+?+=。 ②褐黄色粉质粘土 () 49.02045tan 22=-= a K ； ()22222111 122a a a K C K h r h r h r q p -++''+=；

水土分算与水土合算

水土分算和水土合算方法的适用条件 一、计算方法概述 在一般地基基础工程计算中，建筑物的自重以及作用于建筑物上的各种荷载通过基础传给地基。无论是建筑物的自重或是其他竖向活荷载都具有由其自重导出的特点，荷载大小明确，计算与实测结果基本接近。而支护结构的主要荷载是地层中水土的水平压力，水土压力是由定值的竖向水土压力按照一定规律转化为水平压力作用于支护结构上。支护结构荷载与上部结构荷载的根本区别在于它不是仅与土的重量有关，还与土的强度、变形特性和渗透性有关，具有很大的不确定性。由于作用在支护结构上的荷载主要是水平荷载，而这种水平荷载具有间接得出的特点，因此，由水土竖向压力转化为水平压力的计算方法的合理与否直接影响到水平荷载的确定，水平荷载的精确度又直接影响到支护结构内力与变形的计算结果。 目前，工程上常采用的土压力计算方法有朗肯土压力、库仑土压力和各种经验土压力确定方法。在水土分算时，水压力的计算方法有：按静水压力计算的方法、按渗流计算确定水压力分布的方法等。而水土合算时不需单独考虑水压力作用。 关于土压力的各种基本理论、主动土压力和被动土压力形成的条件、各种土的抗剪强度指标试验方法和分类，可参考有关土力学教科书，本处不在详述。二、水土分算和水土合算方法的适用条件 基坑支护工程的土压力、水压力计算，常采用以朗肯土压力理论为基础的计算方法，根据不同的土性和施工条件，分为水土合算和水土分算两种方法。由于水土分算和水土合算的计算结果相差较大，对基坑挡土结构工程造价影响很大，故需要非常慎重的舍取，要根据具体情况合理选择。 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，即将水压力和土压力混合计算，也有了一定的工程实验经验。

【岩土设计】水土分算和水土合算的学习

水土分算和水土合算的学习 一、计算方法概述 在一般地基基础工程计算中,建筑物的自重以及作用于建筑物上的各种荷载通过基础传给地基.无论是建筑物的自重或是其他竖向活荷载都具有由其自重导出的特点,荷载大小明确,计算与实测结果基本接近.而支护结构的主要荷载是地层中水土的水平压力,水土压力是由定值的竖向水土压力按照一定规律转化为水平压力作用于支护结构上.支护结构荷载与上部结构荷载的根本区别在于它不是仅与土的重量有关,还与土的强度、变形特性和渗透性有关,具有很大的不确定性.由于作用在支护结构上的荷载主要是水平荷载,而这种水平荷载具有间接得出的特点,因此,由水土竖向压力转化为水平压力的计算方法的合理与否直接影响到水平荷载的确定,水平荷载的精确度又直接影响到支护结构内力与变形的计算结果. 目前,工程上常采用的土压力计算方法有朗肯土压力、库仑土压力和各种经验土压力确定方法.在水土分算时,水压力的计算方法有：按静水压力计算的方法、按渗流计算确定水压力分布的方法等.而水土合算时不需单独考虑水压力作用. 关于土压力的各种基本理论、主动土压力和被动土压力形成的条件、各种土的抗剪强度指标试验方法和分类,可参考有关土力学教科书,本处不在详述. 二、水土分算和水土合算方法的适用条件

基坑支护工程的土压力、水压力计算,常采用以朗肯土压力理论为基础的计算方法,根据不同的土性和施工条件,分为水土合算和水土分算两种方法.由于水土分算和水土合算的计算结果相差较大,对基坑挡土结构工程造价影响很大,故需要非常慎重的舍取,要根据具体情况合理选择. 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,即将水压力和土压力混合计算,也有了一定的工程实验经验.然而,这种方法亦存在一些问题,可能低估了水压力的作用. （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

水土压力计算示例

4.1 基坑围护墙、外的土压力、水压力计算 4.1.1主动土压力的计算 按照水土分算原则计算土压力时，可采用总应力抗剪强度指标按下式计算主动土压力。 ()a a i i a K C K h q p 2-+=∑γ 式中，a p ——计算点处的主动土压力强度（kPa ），0≤a p 时，取0=a p ； i γ——计算点以上各土层的重度（kN/m 3），地下水位以上取天然重度，地下水位以下取水下重度； i h ——各土层的厚度（m ）； a K ——计算点处土的主动土压力系数，()245tan 2?-=οa K ； C 、?——计算点处土的总应力抗剪强度指标。按三轴固结不排水试验或直剪固结快剪试验峰值强度指标取用。 计算式： ①填土 () 33.021045tan 21=-=οοa K ; 在水位以上 ()1111112a a a K C K h r q p -''+='; m h 01='； ())(6.633.0233.002011Kpa p a =?-?+='； m h 5.01='； ())(57.933.00233.05.0182012Kpa p a =?-??+='。 在水位以下 ()111111 112a a a K C K h r h r q p -+''+=； m h 01=； ())(57.933.00233.05.0182011Kpa p a =?-??+=； m h 11=； ())(21.1233.00233.0185.0182012Kpa p a =?-??+?+=。 ②褐黄色粉质粘土

()49.022045tan 22=-=οοa K ； ()22222111 122a a a K C K h r h r h r q p -++''+=； m h 02=； ()49.018249.0185.0182021?-??+?+=a p )(07.7Kpa -=； m h 5.12=； ()49.018249.05.16.8185.0182022?-??+?+?+=a p )(75.0Kpa -= ； ③淤泥质粉质粘土夹砂 ()74.025.845tan 23=-=οοa K ； ()3333322111 132a a a K C K h r h r h r h r q p -+++''+=； m h 03=； ()74.05.23274.05.16.8185.0182031?-??+?+?+=a p )(49.3Kpa -=； m h 9.43=； ()74.09.48.75.16.8185.0182032??+?+?+?+=a p 74.05.232?- )(41.18Kpa =； ④淤泥质粘土 ()6.023.1445tan 24=-=οοa K ； ()444443322111 142a a a K C K h r h r h r h r h r q p -++++''+=； m h 04=； )9.909.48.75.16.8185.01820(41?+?+?+?+?+=a p 6.01326.0??-? )(69.37Kpa =； m h 9.94=； ()9.979.48.75.16.8185.0182042?+?+?+?+?+=a p 6.08.926.0?-?

水土分算_水土合算

渗透性好的土一般采用水土分算，故对碎石、砂土用水土分算， 而粘性土若按照水土分算，总的水土压力可能偏大，故有实际工程经验时可采用水土合算。 个人认为粉土介于二者之间，若当地并无实际经验，还是建议以分算为宜。 按照有效应力原理分析，水土分算。但粘性土在实际工程中空隙水压力往往难以确定，因此，在许多情况下，往往采用总应力法计算，即水土合算。 对地下水位以下的粉土，砂土，碎石土，由于其渗透性强，地下水对颗粒可形成浮力，故应采用水土分算。水压力可按静水压力计算。 所谓水土分算，其实质就是分别计算水、土压力，以两者之和为总侧压力。计算土压力时用土的浮重度，计算水压力时按全水头的水压力考虑。这一方法适用于土空隙中存在自由水的情况或土的渗透性较好的情况，如：碎石土及砂土。很显然，土体中的水压力与其空隙中的自由水及其渗透性是密切相关的，而碎石土及砂土的渗透性相差非常大，粉、细砂的渗透系数ks一般为1.0m/d左右，卵石层则可高达500m/d，两者相差达数百倍，如此大的差别都统一按全水头的水压力考虑显然是不合适的。工程实践也表明：按水土分算方法计算水压力对于大多数土层来说，其作用都偏大。 所谓水土合算，其实质就是不考虑水压力的作用，认为土空隙中的水都是结合水，没有自由水，因此不形成水压力。土颗粒与其空隙中的结合水是一整体，直接用土的饱和重度计算土体的侧压力即可。显然这一方法在理论上讲仅适用于渗透系数为零的不透水层。然而，完全不透水的土层是不存在的，因此水土合算法仍然是岩土工程界的一个争论问题。持赞同观点者认为：在一些渗透性很差的粘性土层中，水压力几乎为零，再按水土分算法计算水压力会使支护结构的造价大大增加，显然是不合适的；而持反对观点者认为：粘性土虽然渗透性差，但当支护结构本身具有较好的防水性能时（如地连墙结构、有止水帷幕的排桩结构

水土合算、分算之区别

关于水土分算和合算规定不同的原因 问： 在基坑规程JGJ120-99中只要求对碎石、砂土用水土分算，在广州等规程中要求各类土宜按水土分算方法计算侧压力，有经验时，对粘性土、淤泥质土可按水土合算方法计算侧压力。 对这类不同的规定的原因或者依据是什么？ 在设计时怎么执行？ 答： 所谓水土分算，其实质就是分别计算水、土压力，以两者之和为总侧压力。计算土压力时用土的浮重度，计算水压力时按全水头的水压力考虑。这一方法适用于土空隙中存在自由水的情况或土的渗透性较好的情况，如：碎石土及砂土。很显然，土体中的水压力与其空隙中的自由水及其渗透性是密切相关的，而碎石土及砂土的渗透性相差非常大，粉、细砂的渗透系数ks一般为1.0m/d左右，卵石层则可高达500m/d，两者相差达数百倍，如此大的差别都统一按全水头的水压力考虑显然是不合适的。工程实践也表明：按水土分算方法计算水压力对于大多数土层来说，其作用都偏大。 所谓水土合算，其实质就是不考虑水压力的作用，认为土空隙中的水都是结合水，没有自由水，因此不形成水压力。土颗粒与其空隙中的结合水是一整体，直接用土的饱和重度计算土体的侧压力即可。显然这一方法在理论上讲仅适用于渗透系数为零的不透水层。然而，完全不透水的土层是不存在的，因此水土合算法仍然是岩土工程界的一个争论问题。持赞同观点者认为：在一些渗透性很差的粘性土层中，水压力几乎为零，再按水土分算法计算水压力会使支护结构的造价大大增加，显然是不合适的；而持反对观点者认为：粘性土虽然渗透性差，但当支护结构本身具有较好的防水性能时（如地连墙结构、有止水帷幕的排桩结构及复合土钉墙结构），只要假以时日，水压力应该能达到静水压力。完全忽视水压力的作用，可能会造成结构上的工程隐患。 这个问题再简化下，让大家知道其中奥秘主要原因，很多规范或书籍并不给大家秘方，只给结论。 （1）分算、合算取决于工况 对于施工期或短期稳定和计算，一般采用总应力法，即土水合算，来不及排水的情况，采用土的Cu（不排水剪切强度），φ=0；对于长期、远期、永久稳定性和计算问题，考虑有效应力法，即

高等土力学作业

2018级高等土力学作业 1、请用有效应力原理分析一下，为什么填方路基边坡在路基填筑后随时间变化 越来越稳定，而开挖的路堑边坡随时间变化越来越不稳定，由此出现边坡滑塌破坏主要为路堑边坡破坏这一现象。 2、在土压力计算中,当今热议的水土分算法与水土合算法的选择与适用性问题, 谈谈你的看法与认识。 3、为什么对于小型建筑物地基一般是承载力控制；对于大型建筑物地基一般是 沉降控制？ 4、有一个建筑物的地基承载力基本值是120kPa，要求的设计承载力是250kPa， 设计者在原地基上增加了70厘米厚的水泥土垫层（15％水泥与原地基土混合后夯实），经在垫层上的载荷试验得到的承载力已经达到了设计承载力。你对这个设计有什么看法？ 5、简述几种常用弹塑性本构模型的建模特点及适用条件。 6、在地基处理方法中有哪些型式的复合地基桩？说明其适用范围。 7、试用非饱和土原理，分析一下膨胀土边坡易于发生破坏的原因。从破坏原因 分析解决膨胀土边坡破坏的建议方法。 8、在软粘土地基上修建两个大型油罐，一个建成以后分期逐渐灌水，六个月以 后排水加油，另一个建成以后立即将油加满，后一个地基发生破坏，而前一个则安全，为什么会出现这种情况？并绘制二者路基中心处的有效应力路径。 9、周边地下水位较高地区的基坑开挖用板桩墙支护结构，基坑开挖过程中若分 别采用基坑坑内排水或基坑坑外降水两种方案，则开挖过程中，其板桩墙两侧的受力情况及板桩墙的稳定性变化有何不同? 10、你认为砂井地基的排水固结问题可用那些方法进行计算？这几种方法的 主要区别何在？

1、答：对于填方路基边坡在路基填筑过程中，若不计水的排出，填土荷载全部 由孔隙水压力承担，随着填筑的完成，超孔隙水压力不断增大，总应力不断增大，而剪切强度和有效应力保持不变。随着时间的推移，超孔隙水压力不断消散，抗剪强度和有效应力不断增强。因此，边坡稳定性随着时间的推移而逐步增大。对于开挖的路堑边坡随时间的变化，随着时间的推移，土体本身的初始应力释放,有效应力不断减小，边坡稳定性随着时间的推移而逐步降低。 2、答：在水土合算的计算公式中采用总应力指标和和饱和重度计算，但如果将 饱和重度为有效重度与水的重度之和代入公式，水土合算的方法实际上将水压力也乘以土压力系数。对于粘性土，情况比较复杂，从土中水全部是自由水的观点看，水压力打折扣也是不合适的；但如承认粘性土中的水不全部是自由水，则打一定的折扣，也是合适的，这就和粘性土中考虑浮力的方法相似。总之计算土压力时，当地下水面以下，土体如果是粘性土时，计算土压力用水土合算；当地下水面以下土体，如果土体是非粘性土时，计算土压力用水土分算，计算水压力值，此时总压力等于土压力与水压力之和。在土压力计算中，渗透性好的土一般采用水土分算法，故对碎石、砂土采用土水分算；而粘性土若按照土水分算，总土压力可能偏大，故有实际经验时可采用土水合算；个人认为粉土是介于二者之间，若当地并无实际经验还是建议采用水土分算为宜。按照有效应力原理分析，粘性土在实际工程中空隙水压力往往难以确定，因此，在许多情况下，往往采用总应力法计算，即土水合算。 在水土合算的计算公式中采用总应力指标和和饱和重度计算，但如果将饱和重度为有效重度与水的重度之和代入公式，进行比较后发现，水土合算的方法实际上将水压力也乘以土压力系数。在砂土中，这个计算方法显然是不合适的；对于粘性土，情况比较复杂，从土中水全部是自由水的观点看，水压力打折扣也是不合适的；但如承认粘性土中的水不全部是自由水，则打一定的折扣，也是合适的，这就和粘性土中考虑浮力的方法相似。

水土压力计算示例

4.1 基坑围护墙内、外的土压力、水压力计算 4.1.1主动土压力的计算 按照水土分算原则计算土压力时，可采用总应力抗剪强度指标按下式计算主动土压力。 ()a a i i a K C K h q p 2-+=∑γ 式中，a p ——计算点处的主动土压力强度（kPa ），0≤a p 时，取0=a p ； i γ——计算点以上各土层的重度（kN/m 3），地下水位以上取天然重度，地下水位以下取水下重度； i h ——各土层的厚度（m ）； a K ——计算点处土的主动土压力系数，()245tan 2?-=οa K ； C 、?——计算点处土的总应力抗剪强度指标。按三轴固结不排水试验或直剪固结快剪试验峰值强度指标取用。 计算式： ①填土 () 33.021045tan 21=-=οοa K ; 在水位以上 ()1111112a a a K C K h r q p -''+='; m h 01='； ())(6.633.0233.002011Kpa p a =?-?+='； m h 5.01='； ())(57.933.00233.05.0182012Kpa p a =?-??+='。 在水位以下 ()111111 112a a a K C K h r h r q p -+''+=； m h 01=； ())(57.933.00233.05.0182011Kpa p a =?-??+=； m h 11=； ())(21.1233.00233.0185.0182012Kpa p a =?-??+?+=。 ②褐黄色粉质粘土 ()49.022045tan 22=-=οοa K ； ()22222111 122a a a K C K h r h r h r q p -++''+=；

水土分算与合算的研究

1.从经验实用层面上看，计算土压力时一般不考虑开挖引起的孔隙水压力的变化，也不考 虑渗透的作用，“水土分算”是计算全部的静水压力，并用浮重度计算土压力；“水土合算”是采用天然重度或饱和重度计算土压力，不再计算静水压力；从数值来看，前者大于后者，对于粗粒土，用“水土分算”基本没有分歧，主要是对粘性土，争议非常大； 水土分算和水土合算方法的适用条件 基坑支护工程的土压力、水压力计算，常采用以朗肯土压力理论为基础的计算方法，根据不同的土性和施工条件，分为水土合算和水土分算两种方法。由于水土分算和水土合算的计算结果相差较大，对基坑挡土结构工程造价影响很大，故需要非常慎重的舍取，要根据具体情况合理选择。 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，即将水压力和土压力混合计算，也有了一定的工程实验经验。然而，这种方法亦存在一些问题，可能低估了水压力的作用。 (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。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。 (二) 有关规范规程关于土压力计算的规定 1) 根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJl20—99)规定，对于作用于支护结构上的水平荷载标准值应按当地可靠经验确定，当缺少经验时，可按下列规定计算： (1)对碎石土、砂土等无黏性土按水土分算原则进行计算。在地下水位以下，作用于支护结构的侧压力，等于土压力与静水压力之和。土压力计算采用浮重度γ/，和有效应力抗剪强度指标c/和φ/计算。