静止土压力

1、静止土压力挡土墙的刚度很大，在土压力作用下不产生移动或转动，墙后土体处于静止状态，此时作用在墙背上的土压力称为静止土压力。例如地下室外墙受到的土压力。当挡土墙在土压力作用下，不产生任何位移或转动，墙后土体处于弹性平衡状态，此时墙背所受的土压力称为静止土压力。

2、挡土墙向外（或向前）移动，使墙后土体的应力状态达到主动极限平衡状态时，填土作用在墙背的土压力。挡土墙向背离填土方向移动的适当距离，使墙后土中的应力状态达到主动极限平衡状态时，墙背所受到的土压力。称为主动土压力。

3、被动土压力当挡土墙在外力作用下，向填土一侧移动，这时作用在墙上的土压力将由静止土压力逐渐增大，当墙后土体达到极限平衡，土体开始崩裂，出现连续滑动面墙后土体向上挤出隆起这时土压力达到最大值。称为被动土压力。

挡土墙上的土压力按照墙的位移情况可分为静止、主动和被动三种。

静止土压力是指挡土墙不发生任何方向的位移，墙后土体施于墙背上的土压力；

主动土压力是指挡土墙在墙后土体作用下向前发生移动，致使墙后填土的应力达到极限平衡状态时，墙后土体施于墙背上的土压力；

被动土压力是指挡土墙在某种外力作用下向后发生移动而推挤填土，致使墙后土体的应力达到极限平衡状态时，填土施于墙背上的土压力。

静止土压力定义

静止土压力系数是岩土工程领域中一个至关重要的参数，是确定水平场地的应力状态和计算静止土压力的基础。但对静止土压力系数的研究还不够。对自然堆积而成处于临界状态的砂堆内应力状态进行分析，推导出自然固结土的静止土压力系数的理论表达式，并与砂性土静止土压力系数表达式 k₀ =0.95-sinψ和黏性土静止土压力系数表达式 k₀=1-sinψ进行对比结果表明，静止土压力公式砂性土公式十分吻合，粘性土公式存在一定偏差。文中给出的静止土压力系数公式和推导，较为科学合理地阐述了常用静止土压力系数的由来，有效弥补了当前这块研究的空白，为静止土压力系数的室内、现场试验和经验公式的推导提供了理论支撑，起到了一定的推进作用。

静止土压力计算

设斜墙墙背倾斜角为α，其后是重度为γ的半无限土体，土体表面倾斜角为 β，在距土体表面深度 z 处紧靠墙背取三角形单元体 abc，顶面 ab 与土体表面平行，侧面 bc 为竖直面，斜截面 ac 平行于墙背。沿 ab 水平投影方向上取单位长度则ab=1。设单元体顶面 ab 沿斜向上单位1/cosβ。长度的荷载为p，正应力为σβ及剪应力为τβ，其值分别为：

p = γzcosβ

σ_β =γzcos2β

τ =γzsinβcosβ

并交圆C于点V的直线PV，则OV为竖直面的应力，因OV线(亦即下β线)与β线对称，所以 ，bc面上的应力倾斜角β₀=β。过点P作与PV成墙背倾斜角α并交圆C于点U，则OU为△abc 斜截面bc(亦即墙背方向)的应力。连接OU线成βq 线，βq线与σ轴的夹角βq即为斜截面上的应力倾斜角，也即作用于墙背上的土压力倾斜角。由上可知，点U是βq线与线PU的交点，同时又是与应力圆的C的交点。OV、OU及βq均与应力圆的参数( 圆心位置及半径)有关，圆心O_c是任意设定的，对于准静土压力，要求圆心位置应满足墙背后土体不产生线应变的要求。

静止土压力系数是指单元土体不发生任何侧向变形时，小主应力与大主应力之比。静止土压力系数是岩土工程领域中一个被广泛应用的重要参数，是确定水平场地中应力状态、计算静止土压力和进行数值模拟的基础。静止土压力系数的取值对挡土结构物上的土压力分布、 桩-土间的相互作用等方面有直接影响。解决岩土工程问题时经常需要已知初始应力状态，当土的类型和加载历史已知时，静止土压力系数是最常用的系数之一 。涉及到自然固结土时，静止土压力系数的一般表达式：

式中：为

静止土压力系数在土体无侧向变形条件下，通常定义作用在结构物上的水平向土压力或土体内某一点应力状态的水平分量为静止土压力。Terzaghi K 通过研究认为该值可通过水平向与竖直向主应力大小的比值求得：

中和应力的影响

地基中的孔隙水压力称为中和应力。中和应力有正有负:若地基受到附加荷重，会在粘土层内引起逐渐消散的超静孔隙水压力，这时的中和应力是正的；若地面挖土卸荷，粘土层中会出现负的中和应力。当中和应力存在时，静止土压力系数应以有效应力表示。

土样扰动程度的影响

当为原状土样时，静止土压力系数静止土压力系数随塑性指数Ip的增加而增加；当为重塑土样时，静止土压力系数静止土压力系数随塑性指数Ip的增加而减少 。2100433B

土的有效内摩擦角

有效内摩擦角反映了无粘性土内部摩阻力的大小；有效内摩擦角愈大，土体愈密实，在侧限条件下达稳定时，其竖向有效应力也就愈大，所以这种土的静止土压力系数往往较小；反之有效内摩擦角较小的无粘性土，其静止土压力系数较大。

土的泊松比

泊松比μ反映了无侧限条件下土体承受竖向荷载时其横向应变与竖向应变的比值。对于正常固结土，静止土压力系数与泊松比之间存在一一对应关系，通常μ值愈大，静止土压力系数值愈小。由于土的泊松比并非常量，所以静止土压力系数也不是常量。超固结土，其静止土压力系数与μ之间不再有一一对应关系；不同土的μ值变化不大，而静止土压力系数的变化较大。

塑性指数

对于粘性土，塑性指数Ip是很重要的指标。Ip愈大，表明土的颗粒愈细小，粘粒含量愈多；反之，则说明土的颗粒愈粗。

土的颗粒粗细

土的颗粒粗细通过其粒径反映出来，粗粒土的静止土压力系数往往低于细粒土的；粘性土一般颗粒较细，所以粘性土的静止土压力系数常常大于无粘性土的相应值。

土的压缩性

对于正常固结土，静止土压力系数与其压缩性的关系是：静止土压力系数愈大，土的压缩性愈高。但对于OCR>1.0的超固结土，则恰好相反；静止土压力系数愈大，则超固结作用愈强，OCR愈大，土的压缩性愈低。所以静止土压力系数与土的压缩性的关系要辩证对待，具体分析。