老張說岩土——DAY17

2016年12月25日，大家一起刷新岩土工程的基本概念！暫時的目標是每天刷新一個基本概念，針對一個概念深入剖析、理解。期待著大家拋去完美主義，放下自我保護，暢所欲言，專註成長，共同的進步。特別聲明，本人水平有限並不是來給大家上課，僅僅是想起到一個剖磚引玉的作用，更確切地說是求拍磚，所以如果文字中有說的不對的地方期待著各位的指正也希望不會驚嚇到大家！

DAY17

土壓力

了解了土壓力的基本概念，今天談談土壓力的計算。關於土壓力的計算理論基本分為：1、朗肯土壓力理論，2、庫倫土壓力理論。朗肯土壓力理論是根據摩爾庫倫原理推理得到的。整個分析過程基本是這樣的：要計算主動或者被動土壓力，我們可以從土體最初的彈性平衡狀態開始，當土體沒有擋牆沒有開挖的時候內部的土體就是彈性平衡狀態。此時，我們假設挖出一半（僅僅是一個例子，挖多少都行）的土體換上擋牆擋著。當擋牆不斷向遠離土體的方向移動的時候，可以想像擋牆對於土體的力學作用在減小而土體向下的自重應力是不變的，這樣表示在莫爾圓上就是西格瑪3在不斷減小（靜止土壓力是小於自重應力的）而西格瑪1不變，這樣整個圓在變大，在不斷逼近破壞包絡線，最終會與破壞包絡線相交（其實也不一定相交吧，沒準牆移動到了一定程度土體就不跟著移動了，自己就穩定了，但是我們是在尋找極限土壓力，那最極限狀態就是與破壞包絡線相交啦。也就是說計算出來的主動土壓力很可能是無法實現）。當與破壞包線相交的時候，主動土壓力就達到啦。之後，直接應用材料力學的最小主應力的計算公式就能計算得到主動土壓力了。等一下，憑什麼說土體給擋牆的壓力就是最小主應力。如果牆不是豎直的那主動土壓力就不是最小主應力；如果牆是豎直的，但牆面有剪應力那主動土壓力也不是最小主應力。機智的朗肯把它們都作為理論的假設了，想起來之前做模擬的老前輩的一句話：什麼都考慮的模型是最差的模型。我們岩土工程方面很多的理論都是有一些假設的，有假設就有局限，這就要求我們對於基本概念、基本原理非常清楚（所以發起這個帖子還是很有意義的），這樣才能抓住重點，知道工程最需要的是什麼。扯遠了！接著說被動土壓力。被動土壓力可以想像擋牆向著土體移動不斷的推擠土體，這樣反應在莫爾圓上就是西格瑪3不斷增加，逼近西格瑪1甚至超過了西格瑪1，自己取而代之成為了新的西格瑪1（原來的西格瑪1成了西格瑪3），莫爾圓也就經歷了先減小後增大的過程，之後還是不斷增大直至與破壞包線相交。此時，土體對於擋牆的土壓力就是被動土壓力。我們通過材料力學裡面的西格瑪1的計算公式就能計算出被動土壓力的大小。被動土壓力可以被認為是西格瑪1，同樣是需要以上的兩個假設的。

今天暫時到這，明天繼續土壓力！

期待各位的回復！

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