静孔隙水压力与超静孔隙水压力

土力学中的孔隙水压力是一个很重要的概念，也可以说是土力学中的标志性概念。

但似乎并没有被清晰地结界定与理解。

孔隙水压力应分为两种还是三种，在不同的教材与专著中就有着不同的说法。

有的确定为静孔压与超静孔压两种；有的则分为静、超静和渗流孔隙水压力。

静孔隙水压力常常被定义为“在静止的地下水位以下土中的水压力”；超静孔隙水压力被定义为“饱和土体中一点的孔隙水中超过静水压力的那一部分”；渗流孔隙水压力则为“在渗流场中的水压力”。

又有人认为除了“静止的地下水位以下的孔压”以外所都是超静孔压，所以将渗流孔压也归入超静孔压。

这些定义过于表观、随意，往往不适于复杂的情况。

比如渗流孔压，既有稳定渗流情况，又渗流固结情况，不可一概而论。

实际上，不管何种孔隙水压力其本质都是相同的，都是通过土骨架中连通的孔隙水传递的压力，它们都是一种孔隙水的势能（压力势）的体现，都适用于有效应力原理。

那为什么要区分静与超静孔隙水压力呢，这似乎源自于太沙基的饱和土体的渗流固结理论。

在这个理论中，由于外部因素在土体中产生了一种孔隙水压力，在有排水条件时，它会消散，同时伴随以土的体积变化，因而这种孔压被称之为“超静孔隙水压力”。

这样，就应定义静孔隙水压力为：“不会引起土体体积变化的孔隙水压力”；超静孔隙水压力是“土体有变化趋势时而产生的孔隙水压力”。

例如我们在一个土体上施加单向压力p，如果土中没有孔隙水，则它就会被压缩，但如果土体是饱和、不排水的，孔隙水就会阻止土的压缩，结果就产生了正的超静孔压u=p。

但土体是有被压缩的“趋势”的。

这就把二者的主要区别界定了。

因为超静孔压这一概念起源于渗流固结理论，它必将伴随着土的固结变形。

超静孔隙水压力是由于外部作用或者边界条件变化在土体中引起的，在有排水条件时，它将逐渐消散，并在消散过程中伴随土体的体积变化。

那么再看渗流中的孔隙水压力。

稳定渗流场中土体中的孔隙水压力应属于静孔隙水压力。

“坐地日行八万里”，在不断自转和公转的地球上，我们仍然认为很多东西是静止的，在稳定渗流场中的孔隙水压力，不随时间变化，这也是一种相对的静止。

基坑支护结构上水土压力计算分析摘要：分析了目前在基坑开挖中广泛应用的水土分算、水土合算计算水土压力的问题，讨论7计算中所用抗剪强度的测定与选择，并通过工程实例计算，认为考虑渗流作用的水土分算法与实际情况更符合。

关键词：水土分算；水土合算；流网法；强度指标中图分类号： s157 文献标识码： a 文章编号：在进行深基坑支护结构设计时，首先要计算深基坑开挖过程中作用在支护结构上的水压力和土压力。

力的大小主要取决于基坑开挖的深度、场地土体的性质和地下水水位。

对于地下水位高的基坑场地，墙后土体饱和，存在静水压力，甚至有渗流和超孔隙压力的影响。

经典的极限土压力理论是从砂土发展起来的，对于场地复杂多变、受多种因素影响的实际工程，很难给出符合实际的结果，尤其是对于粘性土。

近年来，基坑支护结构上的水土压力计算成为岩土工程界的一个热点问题。

1水土分算水土分算是指在计算土压力时，按有效应力原理将土骨架压力和孔隙水压力（静孔隙水压力和超静孔隙水压力）分别考虑的一种算法。

在基坑工程中由于土方开挖和基坑降水的影响，很容易在墙前后的土体中形成一个水头差，因此分两种情况来讨论水土分算。

1.1不考虑渗流影响时的水土分算当基坑内外存在水位差时，如果支护结构插入坑底的不透水土层中，且可以确定基坑内外的地下水不会发生渗流时，可以不考虑渗流的影响。

在没有地下水渗流作用的土中，不必考虑渗透力的影响，按传统计算的水、土压力值基本和实测值吻合。

1.2考虑稳态渗流影响时的水土分算在基坑支护工程中，由于工程的需要，通常需要进行降水处理，从而造成支护结构两侧水位有差异，形成渗流，当支护结构未插入坑底的不透水土层时，渗流将会通过土体空隙经支护体流向被动侧。

此时，土压力的计算必须考虑渗流的影响。

在基坑支护中考虑稳态渗流的影响计算水压力时，除采用常用计算公式外，还经常采用流网法和直线比例法。

1. 2.1考虑稳态渗流影响的水土分算计算公式(1)式中：一静孔隙水压力或稳定渗流中的水压力；一超静孔隙水压力。

2016年土建自考土力学用地基基础答案土力学及地基基础（）一、单选题•1、建筑物施工速度较快，地基土的透水条件不良，抗剪强度指标的测定方法宜选用A.不固结不排水剪切试验C.排水剪切试验•2、土是由岩石风化生成的B.固结不排水剪切试验D.直接剪切试验参考答案：AA.沉淀物C.紧密沉积物B.松散沉积物D.颗粒参考答案：B•3、有一完全饱和土样切满环刀内，称得总重量为72.49克，经105℃烘至恒重为61.28克，已知环刀质量为32.54克，土的相对密度为2.74。

其天然孔隙比为A.1.C.1.B.1.D.1.参考答案：B•4、土中某点处于极限平衡状态时，其破坏面与最大主应力σ1的作用面的夹角为（ψ为土的内摩擦角）A.45°－ψ／2C.45°＋ψ•5、工程上常用的动力触探试验是B.45°＋ψ／2D.45°参考答案：AA.旁压试验C.室内压缩试验B.尺度贯入试验D.十字板剪切试验参考答案：B•6、作用在挡土墙上的主动土压力Ea，静止土压力E0，被动土压力EP的大小依次为A.Ea＜E0＜EPC.EP＜E0＜EaB.E0＜EP＜EaD.EP＜Ea＜E0参考答案：A•7、淤泥或淤泥质地皮基处理，检测其抗剪强度应采纳何种测试办法A.十字板试验C.静载荷试验B.室内试验D.旁压试验参考答案：A•8、尺度贯入试验时，利用的穿心锤重与穿心锤落距分别是A.锤重=10kg，落距=50cmC.锤重=63.5kg，落距=50cmB.锤重=63.5kg，落距=76cmD.锤重=10kg，落距=76cm参考答案：B•9、一完全饱和的地基中某点的附加应力为100kpa，在荷载作用某段时间后，测得该点的孔隙水压力为30kpa，此时间由附加应力引发的有用应力为A.50kpaC.100kpa•10、在土的紧缩性目标中B.70kpaD.30kpa参考答案：BA.压缩系数a与压缩模量Es成正比C.压缩系数越大，土的压缩性越低B.紧缩系数a与紧缩模量Es成反比D.压缩模量越小，土的压缩性越低参考答案：B•11、有一个自力基础，埋深在深厚的粉细砂土层中，公开水位由原来基底下5m处上升到基底平面处，试问基础的沉降如何变化？A.回弹C.下沉B.不动D.无法判断参考答案：A•12、为了方便比力，评价土的紧缩性高低的目标是A.a1-2C.a1-3B.a2-3D.a2-4参考答案：A•13、当挡土墙后的填土处于被动极限平衡状态时，挡土墙A.在外荷载作用下偏离墙背土体C.被土压力推进而偏离墙背土体散•14、地下室外墙所受的土压力可视为B.在外荷载作用下推挤墙背土体D.被土体限制而处于原来位置，无运动趋势参考答案：AA.自动土压力C.静止土压力•15、某园地地表挖去1m，则该园地土成为B.被动土压力D.静止水压力参考答案：CA.超凝结土C.一般凝结土B.欠凝结土D.弱欠固结土参考答案：A•16、挡土墙验算应满足A.Ks≥1.3，Kt≥1.3XXX≥1.6，Kt≥1.3B.Ks≥1.6，Kt≥1.6D.Ks≥1.3，Kt≥1.6参考答案：D•17、当地基为高压缩性土时,分层总和法确定地基沉降计算深度的标准是A.σz≤0.3σcC.σz≤0.1σcB.σz≤0.2σcD.σz≤0.05σc参考答案：D•18、计算自重应力时，地下水位以下的土层应采用A.湿重度C.有用重度B.饱和重度D.天然重度参考答案：C•19、举行地基土载荷试验时，统一土层参加统计的试验点不应小于A.二点C.四点B.三点D.六点参考答案：B•20、粉土、黏性土的抗剪强度目标表达式为τf=c+σtanψ，指出以下何项所有是抗剪强度目标？A.τf和cC.σ和τfB.c和ψD.σ和ψ参考答案：B•21、土的三项比例指标中，直接通过试验测定的是A.ds，ω，eC.ds，ω，ρ•22、素填土是由【】组成的填土B.ds，ρ，eD.ρ，ω，e参考答案：CA.碎石土、砂土、修建垃圾C.碎石土、粘性土、工业废物B.碎石土、砂土、生活垃圾D.碎石土、砂土、粉土、粘性土参考答案：D•23、相同地基上的基础，当宽度相同时，则埋深越大，地基的承载力A.越大C.与埋深无关B.越小D.按不同土的类别而定参考答案：B•24、淤泥或淤泥质土地基处理，检测其抗剪强度应采取何种测试方法A.十字板试验C.静载荷试验•25、土的强度是指B.室内试验D.旁压试验参考答案：AA.抗剪强度C.抗拉强度•26、地基承载力特性值的修正按照B.抗压强度D.抗弯强度参考答案：AA.建筑物的使用功能•27、工程上常用的动力触探试验是B.建筑物的高度D.基础的宽度和埋深参考答案：DA.旁压试验C.室内压缩试验•28、使土体积减小的最首要身分是B.标准贯入试验D.十字板剪切试验参考答案：BA.土孔隙体积的减小C.土中封闭气体的压缩B.土粒的压缩D.土中水的紧缩参考答案：A•29、一完全饱和的地基中某点的附加应力为100kpa，在荷载作用某段时间后，测得该点的孔隙水压力为30kpa，此时间由附加应力引起的有效应力为A.50kpaC.100kpa•30、淤泥和淤泥质土的含水量B.70kpaD.30kpa参考答案：BA.大于液限C.大于50%B.大于40%D.大于60%参考答案：B•31、若土的颗粒级配曲线很平缓，则表示A.不均匀系数较小C.粒径分布较均匀B.粒径分布不均匀D.级配不好参考答案：B•32、在土中对土颗粒发生浮力作用的是A.强结合水C.毛细水•33、评价粘性土软硬状态的物理指标是B.弱结合水D.重力水参考答案：AA.．含水量C.液性指数•34、淤泥质土是指B.孔隙比D.内聚力参考答案：CA.w> wP，e≥1.5的粘性土C.w> wP，1.O≤e <1.5的粘性土B.w> wL，e≥l.5的粘性土D.w> wL，1-O≤e<1.5的粘性土参考答案：D•35、为了方便比较，评价土的压缩性高低的指标是A.a1-2C.a1-3B.a2-3D.a2-4参考答案：A•36、作用在挡土墙上的土压力，当在墙高、填土物理力学指标相同条件下，对于三种土压力的大小关系，下列表述哪项是正确的？A.Ea <=""C.Ea <e0< td="" <="" ep=""></e0<>B.EP < E0< EaD.E0< Ea < EP参考答案：C•37、进行地基土载荷试验时，同一土层参加统计的试验点不应小于A.二点C.四点B.三点D.六点参考答案：B•38、确定地基承载力的诸方法中，最可靠的方法是A.动力触探C.经验公式计算B.静载荷试验D.实际公式计算参考答案：B•39、标准贯入试验时，使用的穿心锤重与穿心锤落距分别是A.锤重=10kg，落距=50cmC.锤重=63.5kg，落距=50cmB.锤重=63.5kg，落距=76cmD.锤重=10kg，落距=76cm参考答案：B•40、淤泥属于A.粉土C.粉砂B.黏性土D.细砂参考答案：B•41、土的三项比例指标中，直接通过试验测定的是A.ds，ω，eC.ds，ω，ρ•42、淤泥和淤泥质土的含水量B.ds，ρ，eD.ρ，ω，e参考答案：CA.大于液限C.大于50%B.大于40%D.大于60%参考答案：B•43、从某淤泥质土测得原状土和重塑土的抗压强度分别为10kPa和1kPa，该淤泥的灵敏度Sr为A.9.C.5.B.11.D.10.参考答案：D•44、在土中对土颗粒产生浮力作用的是A.强结合水C.毛细水•45、评价粘性土软硬状态的物理指标是B.弱结合水D.重力水参考答案：DA.含水量C.液性指数B.孔隙比D.内聚力参考答案：C•46、为了方便比力，评价土的紧缩性高低的目标是A.a1-2C.a1-3B.a2-3D.a2-4参考答案：A•47、原状土试样的无侧限抗压强度与重塑土样的无侧限抗压强度之比称为土的A.液化指标C.固结系数B.强度提高系数D.灵敏度参考答案：D•48、作用在挡土墙上的土压力，当在墙高、填土物理力学指标相同条件下，对于三种土压力的大小关系，下列表述哪项是正确的？A.Ea <=""C.Ea <e0< td="" <="" ep=""></e0<>B.EP < E0< EaD.E0< Ea < EP参考答案：C•49、刚性基础台阶答应宽高比的大小除与基础材料及其强度品级有关外，还与A.基底压力有关C.基础的底面尺寸有关B.地基土的紧缩模量有关D.持力层的承载力有关参考答案：A•50、土的含水量越大土质越是松软，并且A.压缩性高，强度高C.压缩性高，强度低B.紧缩性低，强度高D.紧缩性低，强度低参考答案：C•51、填土的压实就是通过夯击、碾压、震动等动力作用使【】减少而增加其密实度。

一名词解释：1、孔隙比：土的孔隙体积与土的颗粒体积之比称为土的孔隙比e。

142、可塑性指标：是指黏土受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积。

用来描述土可塑性的物理指标。

143、渗流力：水流经过时必定对土颗粒施加一种渗流作用力，而单位体积土颗粒所受到的渗流作用力为渗流力。

144、变形模量：在部分侧限条件下，土的应力增量与相应的应变增量的比值。

145、应力路径：对加荷过程中的土体内某点，其应力状态的变化可在应力坐标图中以应力点的移动轨迹表示，这种轨迹称为应力路径。

146、弱结合水：是指紧靠于强结合水的外围而形成的结合水膜，亦称薄膜水。

137、塑性指数：是指液限和塑限的差值（省去%符号），即土处在可塑状态的含水量变化范围。

138、有效应力：通过土粒接触点传递的粒间应力。

139、地基固结度：是指地基土层在某一压力作用下，经历时间t所产生的固结变形量与最终固结变形量之比值，或土层中（超）孔隙水压力的消散程度。

1310、砂土液化：当饱和松砂受到动荷载作用，由于孔隙水来不及排出，孔隙水压力不断增加，就有可能使有效应力降到零，因而使砂土像流体那样完全失去抗剪强度。

1311、土体抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的受剪强度。

1212、地基承载力：地基承担荷载的能力。

1213、主动土压力：当挡土墙离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为主动土压力。

1114、地基极限承载力：是指地基剪切破坏发展即将失稳时所能承受的极限荷载。

1015、塑限：土由半固状态转到可塑状态的界限含水量称为塑限，用符号W p表示。

1016、毛细水：存在于地下水位以上，受到水与空气界面的表面张力作用的自由水。

0917、压缩系数：土体在侧限条件下孔隙比减小量与竖向有效压力增量的比值。

0818、弹性模量：土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。

0719、有效应力原理：饱和土中任意点的总应力总是等于有效应力加上孔隙水压力；或有效应力总是等于总应力减去孔隙水压力。

1、粒度：土粒的大小2、粒组：一定粒度范围的土粒3、颗粒级配：粒组相对含量，即各粒组质量占土粒总质量百分比4、粒径累计曲线：横坐标为粒径对数坐标，纵坐标为小于或大于某一粒径土重（累计百分比）含量。

5、限制，中值，有效粒径：小于某粒径累计百分比的60,30，10％6、不均匀系数：粒组分布情况，反应土粒均匀程度7、结合水：受电分子引力影响吸附在土粒表面的自由水8、强结合水：紧靠在土粒表面的结合水膜；弱结合水：紧靠在强结合水外围的结合水膜9、自由水：存在于电分子引力范围以外的水10、重力水：地下水位以下的透水层中的地下水11、毛细水：在地下水位上，受水与空气交界面表面张力的自由水12、毛细压力：由于弯液面张力与土粒表面的侵润作用，使毛细弯液面切线反向产生使土粒挤紧的力13、比表面：单位体积颗粒总表面积14、土的结构：土粒单元体大小，矿物成分，形状，相互排列和连接关系，以及土中水的性质，空隙等因素形成的综合特征15、土的组构：同一土层中的物质和颗粒大小等相似的各部分之间的关系，表征土的层理，裂隙16、单粒，蜂窝，絮状：粗大颗粒形成，有稳定的空间位置，粉粒或细砂组成，引力大于重力，土粒停留在最初的接触点不在下沉，细小黏粒构成，能在土中长期悬浮第二章1、相对密度：土粒质量与4°时纯水质量之比2、含水量：水的质量与土质量之比3、密度：土体单位体积的质量4、干密度：土中固体颗粒部分质量5、饱和密度：充满水时的单位体积质量6、浮密度：地下水位以下土粒质量与同体积水质量只差7、重度：土的重力密度称为重度8、孔隙比：空隙体积与土粒体积比9、孔隙率：空隙体积与总体积之比10、饱和度：水体积与空隙体积之比11、可塑状态：粘性土在某含水量范围内，可由外力朔成任何形状而不发生裂纹，外力移去后任可保持既得形状，这种性能也叫可塑性12、液限：土由可朔状态到流动状态的界限含水量13、朔限：土由可朔状态到半固态的界限含水量14、缩限：土由半固态不断蒸发水分，体积不断缩小直到，体积不再缩小时的界限含水量15、朔性指数：液与朔差16、液性指数：天然含水量与朔限的差与朔性指数的比17、天然稠度：原状土样的液限和天然含水量的差与朔性指数的比18、土的灵敏度：原状土强度与重塑土强度之比19、触变性：粘性土强度随时间恢复的胶体化学性质1、渗透：液体从物质微孔中透过的性质2、渗透性：土具有被液体透过的性质3、渗流：液体在土孔隙或其他透水性介质中流动的问题称为渗流4、渗流力：渗流对土颗粒施加我作用力5、渗透变形：渗流力引起土颗粒或土体的移动6、层流:：水的每个粒组沿着一定的路线移动，不与其他任何粒子路线相交7、渗透系数：反应土透水性的比例系数，单位水力梯度的渗流速度8、起始水力梯度：对于密实粘土，当水力梯度达到某一数值后，才发生渗透，将这一水力梯度称为起始水力梯度9、流砂：向上的渗流力克服了向下的重力，粒间有效应力为0时，颗粒发生悬浮，移动的现象称为流砂10、临界水力梯度：开始发生流砂现象的水力梯度11、管涌：在渗流作用下，较细的颗粒在较粗颗粒形成的空隙中移动，甚至流失，随着空隙的不断扩大，流速的不断加快，较粗的颗粒也开始被水流带走。

一种新型超静孔隙水压力释放孔施工工法摘要：静压桩施工时，由于插入大量的砼桩进土层中，会造成严重的挤土效应，破坏性大，能造成道路隆起，管线断裂，建筑物开裂等，因此为保证场地周边建筑的安全，必须采取有效的措施，降低桩基施工时超孔隙水压力对建筑及管线的破坏，目前常用的方法有引孔、应力释放沟，降低施工速度等措施，但以上常规措施满足不了本项目西侧移动公司建筑及设备的变形要求。

针对该项目情况，设计了深层超孔隙水压力（俗称应力）释放孔施工工法，解决了建筑要求变形小，施工速度快的要求，有效的解决的本工程施工难题，为业主节省了造价，加快了工期。

关键词：超孔隙水压力；挤土效应；加羧甲基纤维素；附加有效应力；效益分析0. 引言在软土地区城市建设时，经常采用静压或锤击预制砼桩基础，该桩基础有经济、施工方便快捷的特点，但也有挤土效应大、接桩可靠性较差、锤击桩噪音大、静压桩施工场地要求高等缺点，但静压桩基在城市建筑工程中有广泛的应用，这就要求解决静压桩施工的挤土效应，以防止对场地周边道路、管线、建筑等既有设施的保护。

龙津广场C地块项目工程位于南京市六合区雄州街道桥西新区古尔兹二期地块内，场地位于雄州东路北侧，新景路西侧,项目西南段紧邻中国移动通信集团六合分公司办公大楼及其附属建筑物，楼顶有电视发射塔，靠场地边有电子设备，对建筑变形要求极严格。

移动公司基础形式为方桩基础，承台基础埋深1.5m，方桩长度15m，方桩穿越②2淤泥质粉质粘土。

将施工方桩距移动公司办公大楼最近处约4.6m。

1. 工艺原理1.1 作用于饱和土体内内某截面上的总正应力σ由两部分组成：一部分为u，它作用于孔隙水及沿着各个方向均匀作用于土颗粒上，叫孔隙水压力；另一部分为用于土骨架上的力，这部分即为有效应力σ′，σ′=σ-u。

孔隙水压力主要由两部分组成，由孔隙水自重引起的孔隙水压力称为静水压力，饱和土体中超出静水压力的那部分孔隙水压力称为超静孔隙水压力。

有效应力两部分组成：由土颗粒自重引起的有效应力即土自重应力，和由总正应力σ引起的有效应力称为附加有效应力。