1) Rankine earth pressure theory
Rankine土压力理论
1.
Based on the unified strength theory,the ultimate equilibrium stress equation under plane strain state is deduced and introduced into the Rankine earth pressure theory.
运用统一强度理论,推导了在平面应变状态下的极限应力状态平衡方程,并将其引入Rankine土压力理论并加以改进,提出了基于统一强度理论的主、被动土压力系数及土压力公式。
3) Coulomb s earth pressure theory
土压力库仑土压力理论
4) Rankine s earth pressure theory
土压力朗肯土压力理论
5) Coulomb's earth pressure theory
库仑土压力理论
6) Coulomb earth pressure theory
Coulomb土压力理论
1.
Two methods to get the Coulomb earth pressure theory;
Coulomb土压力理论的两种解法
补充资料：土
尚未固结成岩的松、软堆积物。主要为第四纪的产物。土与岩石的根本区别是土不具有刚性的联结，物理状态多变，力学强度低等。土由各类岩石经风化作用而成。土位于地壳的表层，是人类工程经济活动的主要地质环境。土与岩石一起是工程岩土学的研究对象。
土的基本特征 ①土与岩石一样是自然历史产物。土的性质由其地质成因、形成时间、地点、环境、方式，以及后生演化和现时产出的条件决定。如干旱区形成的黄土，湿热区形成的红土，静水区形成的淤泥，它们在性质上截然有别。②土是由固、液、气体多相组成的体系。固相是土的主要成分，称为土的骨架。土颗粒间的孔隙可被液体或气体充填。完全被水充满时，形成二相体系的饱水土，性质柔软；完全被气体充满时，则形成二相体系的干土，其性质有的松散，有的坚硬。土的孔隙中有液、气体共存时，则形成湿土，其性质介于饱水土和干土之间，属三相体系。土中各相系组成的质和量，以及它们之间的相互作用是控制土的工程性质的主要因素。③土是分散体系。根据土颗粒的大小（分散程度），土可分为粗分散体系(粒径大于2微米),细分散体系（粒径2～0.1微米），胶体体系（粒径0.1～0.01微米）,分子体系（粒径小于0.01微米）。土的工程性质随着分散程度的变化而改变。④土是多矿物组合体。一种土含有5～10种或更多的矿物,其中次生矿物是主要成分。土遇水产生胶体化学特性，土粒间形成受结合水控制的特殊联结。这是促使粘土产生复杂性质的根本原因。
土的物质成分 一般包括粒度成分、矿物成分和液相成分。
①粒度成分。土粒按粒径大小及其性质的近似性归并成粒组，用各粒组占总土重的百分数表示土的粒度成分。粒度分析结果用累积曲线图和分布曲线（柱状）图（图1、2）表示。据累积曲线可图解出d10、 d30、d50、d60等特征粒径值。d10为有效粒径，累积百分含量为10％的粒径，是土的有代表性的粒径，常用于计算潜蚀、透水性和毛细管性的经验公式中；d50为平均粒径，指累积含量为50％的粒径；d30、d60为限制粒径，指累积含量分别为30％和60％的粒径。此外，不均匀系数Cu=d60/d10和曲率系数 也是表示粒度成分的定量指标。分布曲线图中具有一个较窄的峰者，称单分散土；具有两个峰者，称双分散土；峰多而平缓者，称多分散土。 ②矿物成分。土中的粗碎屑颗粒多由石英、长石、云母等原生矿物组成。原生矿物经风化，可溶物被溶蚀后形成不溶于水的次生矿物。其颗粒很细小(小于0.001毫米),是构成粘土的主要成分，故称粘土矿物。主要代表性粘土矿物是高岭石、蒙脱石和伊利石。它们的比表面积大、阳离子交换吸附能力强，是控制粘性土产生塑性、膨胀性、收缩性等特殊性质的主要因素。
③液相成分。土中的液相成分通常不全是自由水。根据水分子的活动性可分为毛细管水、结合水、结构水等类型。结合水是土粒与水发生复杂物理－化学作用的产物。土粒表面常分布有具游离电价的原子或离子，它们能吸引极性水分子形成水化膜。在水化膜中直接与土粒相接触，并牢固被吸引的水称吸附结合水(强结合水)。远离颗粒表面的水构成浓差渗透吸附结合水(弱结合水)。结合水形成的形式如图 3。强、弱结合水构成土粒表面双电层的反离子层，其中弱结合水大体相当于扩散层。结合水的发育是决定粘性土工程性质的主要因素。土中存在一定数量的可溶盐(NaCl、Na2SO4、CaCl2)。土中的水是水溶液。粘土胶粒从介质水溶液中吸附和交换分子、离子的能力称土的吸附能力。吸附有物理吸附（无极性吸附）和物理－化学吸附（极性吸附）。后者对土的工程性质的形成和演化有重要影响。在自然条件下,土粒表面荷负电,故阳离子吸附最普遍。吸附阳离子可与其他阳离子按化学当量进行离子交换。 100克干土能吸附阳离子的最大量称交换容量,以毫克当量表示。粘土胶体通常呈两性胶体,在等电点以下荷正电，将吸附交换阴离子（Cl-、PO婯等），在富含铝及水铝英石的粘土中常见此种情况。
土的结构特征 土的结构是土的存在形式，是土中矿?锟帕５南嗷ス叵怠Ｍ恋慕峁固卣鞒量帕５拇笮 ⑿巫础⒈砻嫣匦约傲６燃杜涮卣魍猓拱帕＜涞呐帕杏爰瞎叵担紫兜拇笮。帕＜淞岬奶氐愕取?
土的结构类型有下列几种：①散粒结构，为粗粒土所特有。其特点是土粒大、比表面积小、粒间无结构联结，只靠重力相互堆砌而成。按排列程度又可分为疏松与致密两种。经洪水快速搬运堆积的砂土易于形成疏松结构。其特点是孔隙度高，经动荷载作用后易产生压密变形。海岸带磨圆度好的砂多具致密结构。其特点是孔隙度低，经动、静荷载作用均不易产生重大变形。②团聚结构，为粘性土特有。其特点是粘土粒子很少单独存在，而是彼此结合成团聚体。按粒度和团聚体排列的形式此类结构又可分为蜂窝状、骨架状、基质状、紊流状、层流状、畴状、伪球状和海绵状等8种类型（图4）。前 5种为沉积粘土的典型结构,后3种则为残积或热液成因粘土的典型结构。蜂窝状结构是静水环境中新近沉积粘土的典型结构。它的特点是孔隙度大(60～90％)，湿度高(55～300％),强度低，压缩性强和各向同性。骨架状结构比蜂窝状结构密实，富含粉粒(40～60％),且多处于粘粒包裹之中,具触变性。基质状结构以粘粒团聚体为基底，粉砂粒镶嵌其中，具弱、中等压密性，是冲积土的典型结构。紊流状结构系蜂窝状结构或基质状结构经成岩压密形成的，具明显各向异性,各向异性剪切系数达2.5。在已固结的海积粘土中常见层流状结构，淡水湖相粘土经后生成岩压密，亦可有这种结构，它比紊流状结构的定向程度更高。畴状结构是残积高岭土的典型结构，与长石风化密切相关，在花岗岩风化土中最常见。伪球状和海绵状结构是热液成因粘土的代表结构。
土的物态特征 由于土的各物质组成之间的比例和排列不同而表现出的土的轻重、干湿和松密等自然属性。表征土的物态特征的指标如下：①土粒密度，土中固体颗粒的质量与其体积之比,即土粒的单位体积的质量;②天然密度，天然状态下，土的总质量与总体积之比；③干密度，土的孔隙中完全没有水时，土的单位体积的质量；④含水率，土中所含水分的质量与固体颗粒质量之比，常以百分数表示；⑤孔隙率：土的孔隙体积与土的总体积之比，常以百分率表示；⑥孔隙比，土的孔隙体积与土粒体积之比，常用小数表示；⑦饱和度，土的孔隙中水的充填度，即土中水的体积与孔隙体积的百分比值。
土的分类 地壳上的土，种类繁多，为便于研究与实际应用，可按土的工程性质近似地归类，粒度组成一直是土的分类的基本依据。世界上几个国家的土的粒组界限值见表。
按粒度，土首先分为颗粒直径大于0.074毫米者占 50％以上的粗粒土和颗粒直径小于0.074毫米者占50％以上的细粒土,粗粒土再细分的标准仍是粒度组成，颗粒直径大于 2毫米者占50％以上的为砾石类土，否则为砂类土。但细粒土的性质与粒度的关系不如其与水的关系密切，故世界各国普遍采用塑性指标作为划分细粒土的标准。分类方法是将实际测得的塑性指标值点在塑性图上,据其位置归类(图5)。此外，还有以地质成因或矿物成分为划分标准的分类法。
土的基本特征 ①土与岩石一样是自然历史产物。土的性质由其地质成因、形成时间、地点、环境、方式，以及后生演化和现时产出的条件决定。如干旱区形成的黄土，湿热区形成的红土，静水区形成的淤泥，它们在性质上截然有别。②土是由固、液、气体多相组成的体系。固相是土的主要成分，称为土的骨架。土颗粒间的孔隙可被液体或气体充填。完全被水充满时，形成二相体系的饱水土，性质柔软；完全被气体充满时，则形成二相体系的干土，其性质有的松散，有的坚硬。土的孔隙中有液、气体共存时，则形成湿土，其性质介于饱水土和干土之间，属三相体系。土中各相系组成的质和量，以及它们之间的相互作用是控制土的工程性质的主要因素。③土是分散体系。根据土颗粒的大小（分散程度），土可分为粗分散体系(粒径大于2微米),细分散体系（粒径2～0.1微米），胶体体系（粒径0.1～0.01微米）,分子体系（粒径小于0.01微米）。土的工程性质随着分散程度的变化而改变。④土是多矿物组合体。一种土含有5～10种或更多的矿物,其中次生矿物是主要成分。土遇水产生胶体化学特性，土粒间形成受结合水控制的特殊联结。这是促使粘土产生复杂性质的根本原因。
土的物质成分 一般包括粒度成分、矿物成分和液相成分。
①粒度成分。土粒按粒径大小及其性质的近似性归并成粒组，用各粒组占总土重的百分数表示土的粒度成分。粒度分析结果用累积曲线图和分布曲线（柱状）图（图1、2）表示。据累积曲线可图解出d10、 d30、d50、d60等特征粒径值。d10为有效粒径，累积百分含量为10％的粒径，是土的有代表性的粒径，常用于计算潜蚀、透水性和毛细管性的经验公式中；d50为平均粒径，指累积含量为50％的粒径；d30、d60为限制粒径，指累积含量分别为30％和60％的粒径。此外，不均匀系数Cu=d60/d10和曲率系数 也是表示粒度成分的定量指标。分布曲线图中具有一个较窄的峰者，称单分散土；具有两个峰者，称双分散土；峰多而平缓者，称多分散土。 ②矿物成分。土中的粗碎屑颗粒多由石英、长石、云母等原生矿物组成。原生矿物经风化，可溶物被溶蚀后形成不溶于水的次生矿物。其颗粒很细小(小于0.001毫米),是构成粘土的主要成分，故称粘土矿物。主要代表性粘土矿物是高岭石、蒙脱石和伊利石。它们的比表面积大、阳离子交换吸附能力强，是控制粘性土产生塑性、膨胀性、收缩性等特殊性质的主要因素。
③液相成分。土中的液相成分通常不全是自由水。根据水分子的活动性可分为毛细管水、结合水、结构水等类型。结合水是土粒与水发生复杂物理－化学作用的产物。土粒表面常分布有具游离电价的原子或离子，它们能吸引极性水分子形成水化膜。在水化膜中直接与土粒相接触，并牢固被吸引的水称吸附结合水(强结合水)。远离颗粒表面的水构成浓差渗透吸附结合水(弱结合水)。结合水形成的形式如图 3。强、弱结合水构成土粒表面双电层的反离子层，其中弱结合水大体相当于扩散层。结合水的发育是决定粘性土工程性质的主要因素。土中存在一定数量的可溶盐(NaCl、Na2SO4、CaCl2)。土中的水是水溶液。粘土胶粒从介质水溶液中吸附和交换分子、离子的能力称土的吸附能力。吸附有物理吸附（无极性吸附）和物理－化学吸附（极性吸附）。后者对土的工程性质的形成和演化有重要影响。在自然条件下,土粒表面荷负电,故阳离子吸附最普遍。吸附阳离子可与其他阳离子按化学当量进行离子交换。 100克干土能吸附阳离子的最大量称交换容量,以毫克当量表示。粘土胶体通常呈两性胶体,在等电点以下荷正电，将吸附交换阴离子（Cl-、PO婯等），在富含铝及水铝英石的粘土中常见此种情况。
土的结构特征 土的结构是土的存在形式，是土中矿?锟帕５南嗷ス叵怠Ｍ恋慕峁固卣鞒量帕５拇笮 ⑿巫础⒈砻嫣匦约傲６燃杜涮卣魍猓拱帕＜涞呐帕杏爰瞎叵担紫兜拇笮。帕＜淞岬奶氐愕取?
土的结构类型有下列几种：①散粒结构，为粗粒土所特有。其特点是土粒大、比表面积小、粒间无结构联结，只靠重力相互堆砌而成。按排列程度又可分为疏松与致密两种。经洪水快速搬运堆积的砂土易于形成疏松结构。其特点是孔隙度高，经动荷载作用后易产生压密变形。海岸带磨圆度好的砂多具致密结构。其特点是孔隙度低，经动、静荷载作用均不易产生重大变形。②团聚结构，为粘性土特有。其特点是粘土粒子很少单独存在，而是彼此结合成团聚体。按粒度和团聚体排列的形式此类结构又可分为蜂窝状、骨架状、基质状、紊流状、层流状、畴状、伪球状和海绵状等8种类型（图4）。前 5种为沉积粘土的典型结构,后3种则为残积或热液成因粘土的典型结构。蜂窝状结构是静水环境中新近沉积粘土的典型结构。它的特点是孔隙度大(60～90％)，湿度高(55～300％),强度低，压缩性强和各向同性。骨架状结构比蜂窝状结构密实，富含粉粒(40～60％),且多处于粘粒包裹之中,具触变性。基质状结构以粘粒团聚体为基底，粉砂粒镶嵌其中，具弱、中等压密性，是冲积土的典型结构。紊流状结构系蜂窝状结构或基质状结构经成岩压密形成的，具明显各向异性,各向异性剪切系数达2.5。在已固结的海积粘土中常见层流状结构，淡水湖相粘土经后生成岩压密，亦可有这种结构，它比紊流状结构的定向程度更高。畴状结构是残积高岭土的典型结构，与长石风化密切相关，在花岗岩风化土中最常见。伪球状和海绵状结构是热液成因粘土的代表结构。
土的物态特征 由于土的各物质组成之间的比例和排列不同而表现出的土的轻重、干湿和松密等自然属性。表征土的物态特征的指标如下：①土粒密度，土中固体颗粒的质量与其体积之比,即土粒的单位体积的质量;②天然密度，天然状态下，土的总质量与总体积之比；③干密度，土的孔隙中完全没有水时，土的单位体积的质量；④含水率，土中所含水分的质量与固体颗粒质量之比，常以百分数表示；⑤孔隙率：土的孔隙体积与土的总体积之比，常以百分率表示；⑥孔隙比，土的孔隙体积与土粒体积之比，常用小数表示；⑦饱和度，土的孔隙中水的充填度，即土中水的体积与孔隙体积的百分比值。
土的分类 地壳上的土，种类繁多，为便于研究与实际应用，可按土的工程性质近似地归类，粒度组成一直是土的分类的基本依据。世界上几个国家的土的粒组界限值见表。
按粒度，土首先分为颗粒直径大于0.074毫米者占 50％以上的粗粒土和颗粒直径小于0.074毫米者占50％以上的细粒土,粗粒土再细分的标准仍是粒度组成，颗粒直径大于 2毫米者占50％以上的为砾石类土，否则为砂类土。但细粒土的性质与粒度的关系不如其与水的关系密切，故世界各国普遍采用塑性指标作为划分细粒土的标准。分类方法是将实际测得的塑性指标值点在塑性图上,据其位置归类(图5)。此外，还有以地质成因或矿物成分为划分标准的分类法。
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参考词条