›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (3): 609-614.

• 基础理论与实验研究 •    下一篇

非饱和土库仑主动土压力统一解

赵均海,梁文彪,张常光,李 艳   

  1. 长安大学 建筑工程学院,西安 710061
  • 收稿日期:2012-02-16 出版日期:2013-03-11 发布日期:2013-03-20
  • 作者简介:赵均海,男,1960年生,博士,教授,博导,主要从事强度理论、结构工程和固体力学等方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No. 41202191);陕西省住房和城乡建设厅科学研究项目;陕西省自然科学基金资助项目(No. 2011JM7002);教育部博士点基金资助项目(No. 20110205130001);中国博士后科学基金项目(No. 2012M520079)。

Unified solution of Coulomb’s active earth pressure for unsaturated soils

ZHAO Jun-hai,LIANG Wen-biao,ZHANG Chang-guang,LI Yan   

  1. School of Civil Engineering, Chang’ an University, Xi’an 710061, China
  • Received:2012-02-16 Online:2013-03-11 Published:2013-03-20

摘要: 基于非饱和土双应力状态变量抗剪强度统一解,合理考虑中间主应力效应,建立了非饱和土库仑主动土压力统一解,并对其进行可比性分析,将其计算结果与非饱和土朗肯主动土压力统一解进行对比,得出各因素的影响特性。研究结果表明,中间主应力和基质吸力对库仑主动土压力的影响显著,随统一强度理论参数和基质吸力的增加,库仑主动土压力不断减小直至为0,证明了考虑中间主应力可以充分发挥材料的自承载能力和强度潜能,具有可观的经济效益;库仑主动土压力随墙背倾角与填土倾角的增大而增大,随有效内摩擦角和基质吸力角的增大而减小,外摩擦角的影响不显著。非饱和土库仑主动土压力统一解具有更广泛的适用性,朗肯主动土压力统一解为其特例,其结果对边坡、基坑等工程的土压力确定和支挡结构设计有很好的借鉴作用。

关键词: 非饱和土, 抗剪强度统一解, 库仑主动土压力, 基质吸力

Abstract: Based on the unified solution of shear strength in terms of two stress state variables for unsaturated soils, the unified solution of Coulomb’s active earth pressure for unsaturated soils is proposed which considers the effect of the intermediate principal stress rationally. Moreover, the comparability of this unified solution is analyzed. Influential characteristic of each factor is discussed by comparing with the unified solution of Rankine active earth pressure. The result shows that: the effects of intermediate principal stress and matric suction are significant; the Coulomb’s active earth pressure decreases until zero with the increase of the unified strength theory parameter and matric suction, which indicates that the consideration of the intermediate principal stress effect can make materials give full play to their self-bearing capacities and strength potential, bringing obvious economic benefits to the project; the Coulomb’s active earth pressure increases with the increase of the grading angle of retaining wall and slope angle of backfill, but decreases with the increase of the effective internal friction angle and matric suction angle; meanwhile, the influence of external friction angle is less significant. The proposed solution has very broad applications to the determination of soil pressure. The unified solution of Rankine active earth pressure is its a special case. It provides references for design of slope and foundation pit.

Key words: unsaturated soils, unified solution of shear strength, Coulomb’s active earth pressure, matric suction

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[1] 程昊, 唐辉明, 吴琼, 雷国平. 一种考虑水力滞回效应的非饱和土弹塑性扩展 剑桥本构模型显式算法有限元实现[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 676-686.
[2] 程涛, 晏克勤, 胡仁杰, 郑俊杰, 张欢, 陈合龙, 江志杰, 刘强, . 非饱和土拟二维平面应变固结问题的解析计算方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 453-460.
[3] 邓子千, 陈嘉帅, 王建伟, 刘小文, . 基于SFG模型的统一屈服面本构模型与试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 527-534.
[4] 李潇旋, 李涛, 彭丽云, . 控制吸力循环荷载下非饱和黏性土 的弹塑性双面模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 552-560.
[5] 王欢, 陈群, 王红鑫, 张文举, . 不同压实度和基质吸力的粉煤灰三轴试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 224-230.
[6] 刘丽, 吴羊, 陈立宏, 刘建坤, . 基于数值模拟的湿润锋前进法测量精度分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 341-349.
[7] 周凤玺, 柳鸿博, . 非饱和土中Rayleigh波的传播特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3218-3226.
[8] 詹良通, 胡英涛, 刘小川, 陈捷, 王瀚霖, 朱斌, 陈云敏. 非饱和黄土地基降雨入渗离心模型试验 及多物理量联合监测[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2478-2486.
[9] 周凤玺, 高国耀, . 非饱和土中热−湿−盐耦合作用的稳态分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2050-2058.
[10] 洪本根, 罗嗣海, 胡世丽, 王观石, 姚康, . 基质吸力对非饱和离子型稀土抗剪强度的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2303-2310.
[11] 陶高梁, 吴小康, 甘世朝, 肖衡林, 马 强, 罗晨晨, . 不同初始孔隙比下非饱和黏土渗透性 试验研究及模型预测[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1761-1770.
[12] 王娟娟, 郝延周, 王铁行. 非饱和压实黄土结构特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1351-1357.
[13] 方瑾瑾, 冯以鑫, 赵伟龙, 王立平, 余永强, . 真三轴条件下原状黄土的非线性本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 517-528.
[14] 包小华, 廖志广, 徐长节, 庞小朝, 谢雄耀, 崔宏志, . 不同渗流边界条件下粉砂边坡失稳模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3789-3796.
[15] 杨明辉, 陈贺, 陈可. 基于分形理论的SWCC边界曲线 滞后效应模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3805-3812.
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[1] 杨 强,刘耀儒,冷旷代,吕庆超,杨春和. 能源储备地下库群稳定性与连锁破坏分析[J]. , 2009, 30(12): 3553 -3561 .
[2] 张文杰,陈云敏. 垃圾填埋场抽水试验及降水方案设计[J]. , 2010, 31(1): 211 -215 .
[3] 宫伟力,安里千,赵海燕,毛灵涛. 基于图像描述的煤岩裂隙CT图像多尺度特征[J]. , 2010, 31(2): 371 -376 .
[4] 高广运,赵元一,高 盟,杨成斌. 分层土中群桩水平动力阻抗的改进计算[J]. , 2010, 31(2): 509 -515 .
[5] 王明年,郭 军,罗禄森,喻 渝,杨建民,谭忠盛. 高速铁路大断面黄土隧道深浅埋分界深度研究[J]. , 2010, 31(4): 1157 -1162 .
[6] 谭峰屹,姜志全,李仲秋,颜惠和. 附加质量法在昆明新机场填料压实密度检测中的应用研究[J]. , 2010, 31(7): 2214 -2218 .
[7] 刘汉龙,陶学俊,张建伟,陈育民. 水平荷载作用下PCC桩复合地基工作性状[J]. , 2010, 31(9): 2716 -2722 .
[8] 王观石,李长洪,胡世丽,冯 春,李世海. 岩体中应力波幅值随时空衰减的关系[J]. , 2010, 31(11): 3487 -3492 .
[9] 王维铭,孙 锐,曹振中,袁晓铭. 国内外地震液化场地特征对比研究[J]. , 2010, 31(12): 3913 -3918 .
[10] 熊 炜,周曾辉,余开彪,吴亚平,罗 炜. 基于弯曲路径的混凝土超声层析成像及其改进[J]. , 2011, 32(2): 629 -634 .