经典土压力理论及其应用的合理性分析

对朗金土压力理论和库伦土压力理论这两个经典土压力理论及其应用的合理性进行了详细的分析.分析结果表明:朗金理论和朗金型理论在事实上是不成立的;库伦理论是不严密的,需增加土体均质、无附加荷载及土体表面为平面的3个条件,由于通过墙踵的破裂面不可能是平面,因此,在现实条件下,用库伦理论和库伦型理论计算土压力是一种近似计算;传统土压力概念不适用于边坡支护结构设计.

墙后填土有超载情况下朗肯与库仑土压力理论的比较分析

朗肯土压力理论和库仑土压力理论是计算土压力问题的基本理论 ,在工程中应用非常广泛。在应用时应当注意针对实际情况进行合理选择 ,否则将会造成不同程度的误差。

对库仑土压力理论的若干修正

库仑土压力理论至今仍是计算土压力的重要方法而被人们所熟知。通过分析库仑土压力的墙后土楔体的受力特点,特别是深入研究了土楔体与墙的作用力关系,对库仑土压力理论给出了一些修正。认为土楔体和挡土墙之间的作用力(即定义的土压力),并非一定要达到极限状态,所以不能确定土压力的作用方向,但土压力的作用方向必须在其允许的角度范围之内。所以,认为库仑主动土压力为作用方向角度变化范围内的最大值,库仑被动土压力为作用方向角度变化范围内的最小值。对于墙后土楔体,认为墙体和土楔体是两个不同物体,土楔体的形成是因为土中产生潜在破裂面,而原库仑土压力理论要求墙体与土之间也达到临界状态是不必要的。墙体对土楔体的作用力(即土压力)实质就是相当于一物(墙)施加于另一物(土楔体)的力,即使土楔体滑动了,两物之间也并非要滑动。推导了主动土压力计算公式,给出了被动土压力的近似计算方案。算例证明,计算结果与原库仑理论有明显不同。该研究对库仑土压力的修正和求解值得引起重视。

关于库仑土压力理论的探讨

以滑动体静力平衡的力的平衡方程为基础,引入Lagrange乘子,将主动土压力和被动土压力问题转化为确定含有两个函数自变量的泛函极值问题,进而结合问题图形中的几何关系进一步转化为带有约束的函数极值问题。这种函数极值可利用Matlab6.1优化工具箱提供的fmincon函数进行求解。在确定了主动土压力和被动土压力的大小后,利用滑动体静力平衡的力矩平衡方程计算力的作用点在墙体的相对位置。在本文中,土体沿平面滑动破坏是由理论推导得出的结论,土压力大小的结果与库仑土压力理论完全一致,但土压力作用点在墙体的相对位置却并非总是作用在墙高的1/3处。

对“关于‘对库仑土压力理论的若干修正’的讨论”的答复

《对库仑土压力理论的若干修正》[1]（以下简称原文）一文于2013年7月刊发在《岩土力学》第34卷第7期，得到了李大钟先生的关注，也对本文提出了一些不同看法和观点，这对更好地研究本文涉及的问题和澄清一些理论上的分歧非常有益，在此非常感谢。针对李大钟先生在讨论稿中提出的问题[2]（以下简称讨论文），笔者在本文将分别给出答复和解释。

Coulomb土压力理论的两种解法

采用极限平衡变分法和Culmann分析方法,对土压力问题进行了研究。在极限平衡变分法中,以滑动体静力平衡的2个力的平衡方程为基础,引入Lagrange乘子,将以变分学观点来描述的主动土压力和被动土压力问题,转化为确定含有2个函数自变量的泛函极值问题。依据泛函取极值时,必须满足Euler方程,得出了主动土压力和被动土压力取极值时墙后土体沿平面滑动破坏的结论。在Culmann分析方法中,沿用了Coulomb土压力理论关于平面滑动破坏的假定,而在推导土压力计算公式的过程中,仅利用了滑动体沿某一特定方向的一个力的平衡方程。与目前通行的Coulomb土压力公式的证明过程相比,Culmann分析方法更为简洁。

墙背粗糙的朗肯土压力理论研究

以经典的朗肯土压力理论为基础,考虑墙背摩擦的影响,利用墙后土体的莫尔-库仑准则、墙背与土体之间的接触面库仑定律,建立了能考虑填土成层、墙背粗糙的朗肯土压力理论。利用FORTRAN语言进行编程计算,将计算结果与传统的朗肯理论进行了对比分析,论证其科学性与适用性,研究其规律性。分析结果表明:利用本文理论计算出的主动土压力大于经典朗肯理论值,而被动土压力小于经典朗肯理论值。

“对库仑土压力理论的若干修正”的几点补充——兼答复李大钟先生的第2次讨论

1引言 库仑土压力理论最早是由库仑提出来的,迄今已有200多年的历史。理论简单实用,虽然有一些简化和不足,甚至力学上存在弯矩不平衡的遗憾,但一直被工程界采用。笔者近十年来,由于在大学教学的原因,需要给学生讲述此理论,并需要给出正确的力学解释,然而在教学实践中发现了一些问题,便对原传统理论进行了一些思考,并撰文＂对库仑土压力理论的若干修正”一文（以下称原文）刊发于《岩土力学》。

“对库仑土压力理论的若干修正”再讨论的回复

笔者于2013年7月在《岩土力学》第34卷第7期发表论文《对库仑土压力理论的若干修正》后，持续得到同行们的关注，并提出一些不同观点与笔者进行讨论，笔者从讨论中受益匪浅，在此一并感谢。

对库仑土压力理论计算误差的探讨

本文分析了运用库仑土压力理论计算回填土墙的土体侧压力的计算值与实际值之间产生误差的原因,并根据实际测试结果提出了库仑土压力计算公式的修正系数,从而使得设计的计算结果与实际结果相一致。

挡土墙主动土压力理论与有限元理论分析比较

本文根据朗金主动土压力理论,通过研究弹性半空间体内的应力状态,根据土的极限平衡条件得出的土压力计算方法.利用大型通用软件ABAQUS计算挡土墙主动土压力,并与朗金土压力理论下的主动土压力进行比较,说明不同模型选取对试验结果的影响.

基于黏性土被动土压力理论的锚定力计算

基于库伦被动土压力理论,考虑了土壤黏聚力、土壤与锚爪之间的黏着力以及土与锚之间的摩擦力,建立了可用于编程试算的制式锚锚定力计算公式;实例分析表明:与使用传统方法中的经验公式所得结果相比,更加精确;公式计算简单快捷,精度可靠,易于工程推广。

对“关于‘对库仑土压力理论的若干修正’的讨论的答复”的讨论

非常感谢陈教授等对＂关于‘对库仑土压力理论的若干修正’的讨论的答复＂[1]中讨论文中疑问的细致答复和富有意义的讨论。笔者仍有些不同的看法,希望借本刊进一步阐述讨论文的观点和探讨的出发点。＂对库仑土压力理论的若干修正＂[2]以下称为原文,＂对关于‘对库仑土压力理论的若干修正’的讨论＂[3],以下称为讨论文,＂对关于‘对库仑土压力理论的若干修正’的讨论的答复＂[1],以下称为回复文。

关于“对库仑土压力理论的若干修正”的再讨论

笔者在研究陈文胜等发表在2013年第34卷第7期上的论文《对库仑土压力理论的若干修正》[1]时（以下简称原文）,对此理论深感兴趣,发现已有如下的讨论内容： （1）李大钟针对墙体移动与土压力关系的讨论。 （2）李大钟又针对挡土墙后土体破坏的极限状态进行了讨论。

关于“对库仑土压力理论的若干修正”的讨论

陈文胜教授等论文《对库仑土压力理论的若干修正》[1]，（以下称为原文）于2013年7月刊发在《岩土力学》第34卷第7期。原文对土压力理论进行了非常有意义的讨论，笔者有如下看法。

两种土压力理论在仰斜式挡墙中的计算比较

Rankine、Coulomb土压力理论是最有名的两个经典理论,被广泛地应用于挡墙的土压力计算中,但是由于两种理论的基本假设不同,所适用的条件也略有不同。对于仰斜墙背情况下,Rankine理论无法直接计算墙背土压力,但对于墙后的超载以及地下水对土压力的影响考虑比较全面;Coulomb理论可以计算无粘性土在各种情况时的土压力,如墙背倾斜、填土面倾斜、墙背粗糙等,但在粘性土的情况也不能直接计算,需要做修正。笔者对两种土压力理论进行分析并修正,通过修正后的公式来计算仰斜墙背情况下的土压力。

库仑土压力理论中各计算参数的敏感性分析

基于数学分析手段对库仑土压力理论中各计算参数的敏感性特征进行了考察,得到了各参数的敏感性顺序.基于计算结论,建议工程中应尽量提高挡土墙后填土的质量,将填土夯填密实,并使用内摩擦角较大的填土(如砂土),且采用直立或仰斜式挡土墙,这样有助于减小主动土压力,提高挡土墙的稳定性.

用库仑土压力理论检算隧道洞口的稳定性

以渝怀铁路羊角碛隧道进口为例,介绍了用库仑土压力理论检算隧道洞口稳定性的方法,为隧道洞口安全施工提供理论依据。

基于库仓理论的非饱和膨胀土主动土压力计算

分析了非饱和膨胀土的强度特性,以库仓土压力理论为基础,考虑非饱和膨胀土基质吸力,推得了挡土墙极值条件下的主动土压力公式,该公式无须试算可直接求出主动土压力和填土滑裂面与水平面的夹角。公式计算简便,便于工程技术人员掌握和应用。

地连墙线性协调变形模式下土压力计算方法

目前,深大基坑的支护往往采用地下连续墙,以满足基坑支护、止水与结构外墙的多维需求。地下连续墙在不同变形模式下会导致土压力分布存在差异。在不同的土压力作用下,地连墙变形模式复杂。因此,本文针对地下连续墙的特点,采用力矩平衡的计算方法,考虑了初始应力状态对墙体变形的影响,提出了不同线性近似变形模式下地下连续墙的土压力计算方法。线性变形模式为以下三种:绕墙趾转动模式、绕墙顶转动模式以及整体平移模式。随后依据文献中实际工程的实测值、离散元数值模型的计算值对比分析了本文的理论值,验证了该方法的适用性与可行性,本文方法能够较好地解决地下连续墙在超大超深基坑中土压力分布问题。