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wuji2008

金虫 (正式写手)

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[交流] 【转帖】关于水土分算和合算规定不同的原因

问：

在基坑规程JGJ120-99中只要求对碎石、砂土用水土分算，在广州等规程中要求各类土宜按水土分算方法计算侧压力，有经验时，对粘性土、淤泥质土可按水土合算方法计算侧压力。
对这类不同的规定的原因或者依据是什么？
在设计时怎么执行？
答：
所谓水土分算，其实质就是分别计算水、土压力，以两者之和为总侧压力。计算土压力时用土的浮重度，计算水压力时按全水头的水压力考虑。这一方法适用于土空隙中存在自由水的情况或土的渗透性较好的情况，如：碎石土及砂土。很显然，土体中的水压力与其空隙中的自由水及其渗透性是密切相关的，而碎石土及砂土的渗透性相差非常大，粉、细砂的渗透系数ks一般为1.0m/d左右，卵石层则可高达500m/d，两者相差达数百倍，如此大的差别都统一按全水头的水压力考虑显然是不合适的。工程实践也表明：按水土分算方法计算水压力对于大多数土层来说，其作用都偏大。

所谓水土合算，其实质就是不考虑水压力的作用，认为土空隙中的水都是结合水，没有自由水，因此不形成水压力。土颗粒与其空隙中的结合水是一整体，直接用土的饱和重度计算土体的侧压力即可。显然这一方法在理论上讲仅适用于渗透系数为零的不透水层。然而，完全不透水的土层是不存在的，因此水土合算法仍然是岩土工程界的一个争论问题。持赞同观点者认为：在一些渗透性很差的粘性土层中，水压力几乎为零，再按水土分算法计算水压力会使支护结构的造价大大增加，显然是不合适的；而持反对观点者认为：粘性土虽然渗透性差，但当支护结构本身具有较好的防水性能时（如地连墙结构、有止水帷幕的排桩结构及复合土钉墙结构），只要假以时日，水压力应该能达到静水压力。完全忽视水压力的作用，可能会造成结构上的工程隐患。

这个问题再简化下，让大家知道其中奥秘主要原因，很多规范或书籍并不给大家秘方，只给结论。

（1）分算、合算取决于工况

对于施工期或短期稳定和计算，一般采用总应力法，即土水合算，来不及排水的情况，采用土的Cu（不排水剪切强度），φ=0；对于长期、远期、永久稳定性和计算问题，考虑有效应力法，即土水分算，即排水的情况，一般采用c'、φ'，而且非粘性土c'=0，粘性土的c'比Cu小很多。

（2）非粘性土

砂、砾石等，则不用考虑工况，永远是排水的状态、永远采用有效应力原理、永远土水分算。因为，排水很畅！因此，强度只有个φ'的贡献。

--------ljmtidilgw

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