靜止土壓力系數

靜止土壓力系數是指單元土體不發生任何側向變形時，小主應力與大主應力之比。靜止土壓力系數是岩土工程領域中一個被廣泛應用的重要參數，是確定水平場地中應力狀態、計算靜止土壓力和進行數值模擬的基礎。靜止土壓力系數的取值對擋土結構物上的土壓力分佈、 樁-土間的相互作用等方面有直接影響。解決岩土工程問題時經常需要已知初始應力狀態，當土的類型和加載歷史已知時，靜止土壓力系數是最常用的係數之一 ^[2]  。涉及到自然固結土時，靜止土壓力系數的一般表達式：

式中：為

靜止土壓力系數；

為土體內摩擦角。

靜止土壓力系數在土體無側向變形條件下，通常定義作用在結構物上的水平向土壓力或土體內某一點應力狀態的水平分量為靜止土壓力。Terzaghi K 通過研究認為該值可通過水平向與豎直向主應力大小的比值求得：

式中：

為水平向主應力；

為豎直向主應力，

為靜止土壓力系數。靜止土壓力是指地下結構的側牆或擋土結構既不產生離開土體的變形，也不產生朝向土體的變形時承受的側向土壓力。量值大於主動土壓力而小於被動土壓力。

有效內摩擦角反映了無粘性土內部摩阻力的大小；有效內摩擦角愈大，土體愈密實，在側限條件下達穩定時，其豎向有效應力也就愈大，所以這種土的靜止土壓力系數往往較小；反之有效內摩擦角較小的無粘性土，其靜止土壓力系數較大。

泊松比μ反映了無側限條件下土體承受豎向荷載時其橫向應變與豎嚮應變的比值。對於正常固結土，靜止土壓力系數與泊松比之間存在一一對應關係，通常μ值愈大，靜止土壓力系數值愈小。由於土的泊松比並非常量，所以靜止土壓力系數也不是常量。超固結土，其靜止土壓力系數與μ之間不再有一一對應關係；不同土的μ值變化不大，而靜止土壓力系數的變化較大。

對於粘性土，塑性指數Ip是很重要的指標。Ip愈大，表明土的顆粒愈細小，粘粒含量愈多；反之，則説明土的顆粒愈粗。

土的顆粒粗細通過其粒徑反映出來，粗粒土的靜止土壓力系數往往低於細粒土的；粘性土一般顆粒較細，所以粘性土的靜止土壓力系數常常大於無粘性土的相應值。

對於正常固結土，靜止土壓力系數與其壓縮性的關係是：靜止土壓力系數愈大，土的壓縮性愈高。但對於OCR>1.0的超固結土，則恰好相反；靜止土壓力系數愈大，則超固結作用愈強，OCR愈大，土的壓縮性愈低。所以靜止土壓力系數與土的壓縮性的關係要辯證對待，具體分析。

地基中的孔隙水壓力稱為中和應力。中和應力有正有負:若地基受到附加荷重，會在粘土層內引起逐漸消散的超靜孔隙水壓力，這時的中和應力是正的；若地面挖土卸荷，粘土層中會出現負的中和應力。當中和應力存在時，靜止土壓力系數應以有效應力表示。

當為原狀土樣時，靜止土壓力系數靜止土壓力系數隨塑性指數Ip的增加而增加；當為重塑土樣時，靜止土壓力系數靜止土壓力系數隨塑性指數Ip的增加而減少 ^[3]  。