再论“水土合算”与“水土分算”.pdf

2016年01月第Ol期 城市道桥与防洪 科技研究 173 DOI：10．16799~．cnki．csdqyfh．2016．01．049 再论 “水土合算’’与 “水土分算” 刘发前 (上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海市200092) 摘 要：关于 “水土合算”与 水“土分算”问题，目前基本在砂土中采用水土分算；在黏性土中，采用水土合算。现从土体微观结构分 析，认为水土压力计算问题均为在有效应力原理框架下的广义水土分算。所不同的是，“土压力”为土颗粒与所附结合水或封闭的 絮状结构对地下构筑物的作用，而 “水压力”为流动的自由水对地下构筑物的作用。如此 ，可很好地解释黏土中浮力 折“减”和水土 压力实测值接近水土合算结果的现象。最后 ，指出水 、土压力的分配与土体的黏粒含量、孔隙比和固结历史等有关 ，并可结合渗透 性试验来确定计算结果。 关键词 ：水土合算 ；水土分算 ；黏土 中图分类号：P642．115 文献标志码 ：A 文章编号：1009—7716(2016)01—0173—03 数；C、为总应力指标的土体黏聚力和土体内摩擦 O 引 言 角 。 人们知道 ，土体是由固相 (土体颗粒)、液相 (2)对于水土分算的土层 ，主动土压力为： (水)和气相 (不饱和情况下的气体)组成，介质不 2c、／ +。 (3) 同存在状态又相互影响，因而土压力与水压力的 其 中， 为向有效应力 ， Ua为主动 关系 问题是岩土工程界至今难 以解决的难题之 状态下的水压力 ，当为静止状态时，则：d== 。 一 。 截至 目前 ，很多科研人员对该课题进行 了研 王洪新 【】认为水土分算符合有效应力原理 ，但 究，所得结论要么理论上存在问题，要么与实际工 是仅在砂性土时与现场实测接近；黏性土采用水 程不符 ，难 以达到两者的高度统一。这与土体本身 土合算与实测结果比较接近，但理论依据不足。这 的复杂结构与所处环境的微妙变化均有关。亦正 与 目前的普遍观点是一致的。其文中亦总结道，部 如此，科研人员需对该类课题加大研究力度，提出 分专家支持黏性土水土合算 ，认为水土合算可能 自己的想法 ，通过思维的碰撞获取新的思想，这也 存在一些微观机制 【，但都没有在微观机制上进 是笔者写作本文的初衷。 行定量分析。 目前地下空间的开发速度越来越快 ，工程设 对于黏性土 ，宜采用水土合算方法计算水土 计中水土压力的计算力求既简便又精确 ，既不会 压力；而对于砂性土，宜采用水土分算方法。究竟 造成安全隐患又不致过于浪费。然而 ，一方面，实 以何为界，却没有给出明确规定，这也是现行研究 测数据结果表明：支护结构上的实际内力远小于 成果的不足之处。王洪新对 “水土分算”与 “水土合 计算值 ，说明按照规范方法计算过于浪费；另一方 算”进行了深度剖析 ，并提出了两者的统一算法。 面 ，基坑工程事故 、边坡稳定 问题频繁发生，这似 本文从土体微观构成出发，根据有效应力原 乎又意味着规范方法所得结果没有包含所有不确 理，以浅显的语言对水、土压力关系进行概念性剖 定因素带来的影响。 析以便于理解，并解释一些 “违理论”现象。分析认 根据 《建筑基坑支护