[科普中国]-超载压力

公路路肩挡墙路面超载是局部分布的，如堆载、机械荷载和其它荷载等。一般局部超载与沿墙长走向整个破裂土体的自重相比较小。超载压力是由外荷载作用引起的压力，即除了地基自身压力作用以外的压力，超载压力与主动土压力、地基沉降等多种因素有关。

简介作用于挡土墙上的土压力一般包括由填土自重或地面超载分别引起2部分，当按朗肯理论和库仑理论计算时，由填土自重引起的土压力沿墙高为线性分布，而由地面均布超载引起的土压力则往往按沿墙高均布考虑。超载压力即由地面超载引起的土压力，超载可以分为局部超载和均匀超载。如，公路挡墙路面的计算中，当局部超载与整个破裂土体的自重相比比较小时，对破裂角的大小影响亦较小，可忽略不计。但在超载分布的局部范围内，对墙上主动土压力大小和分布的影响相对明显1。对于路肩挡墙类似条件下附加主动土压力的大小与分布，常用的分析方法有两种：一种是把局部超载直接简化为路基超载的二维平面问题， 然后用朗肯或库仑主动土压力理论来计算， 算出的附加主动土压力误差较大，超载分布的面积越小越显著；另一种方法是用角点法计算矩形均布超载作用在路肩挡墙上的土压力，但由于墙体可以离开土体前移且存在着墙、土界面的干涉效应。

在季节性冻土地区，外荷载（超载）加大，冻胀速度急剧减小，冻而不胀的范围，即外荷载对冻胀的抑制带增大。这是由于在荷载条件下，地基土的冻结冰点下降，且水分迁移量减小所致。外荷载对地基土冻胀抑制作用的影响系数则随外荷载增大而增大、随基础下冻结土层厚度增加而减小。根据这一规律，工程实践中就可以达到基础浅埋而不影响建筑物稳定性之目的。

主动土压力主动土压力是达到主动极限平衡状态时相应的土压力。当挡土墙受到墙后填土侧向压力的作用，向前平移或转动时，随着位移或转角的增大，墙后土体逐渐出现破裂直至达到极限状态而破坏，此时即为主动极限平衡状态。求解主动土压力时，通过与土的抗剪强度，剪切角和极限平衡条件相联系，最常用的是朗肯和库伦两个古典土压力理论两个土压力古典理论的基本要点和假定。朗肯土压力理论是以半无限弹性体内的应力状态并结合极限平衡条件来推导土压力计算公式的。为此，假定墙背垂直而且光滑，墙后土体表面水平并延伸至无穷远。库伦土压力理论是假定挡土墙发生移动，使墙后填土达到极限平衡状态时，将通过墙后踵发生一平面滑动面，然后根据滑动面以上的土体(称滑动棱体)力的平衡条件来推求土压力计算公式的。两个理论相比，库伦的适用范围广并且考虑了墙背的摩擦作用，故主动土压力的计算值比朗肯更接近于实际，但由于朗肯公式计算简单且可以考虑凝聚力的作用，所以在工程中仍被广泛应用。

地基沉降即地基土层在附加应力作用下压密而引起的地基表面下沉，也叫地基沉陷。过大的地基沉降特别是不均匀沉降，会使建筑物发生倾斜、开裂以至不能使用。因此，在施工前应通过勘探试验工作了解地基土的压缩性，进行沉降计算。对高压缩性的地基，应采取适当措施以保证建筑物安全。建筑地基在长期荷载作用下产生的沉降，其最终沉降量可划分为三个部分：初始沉降（或称瞬时沉降）、主固结沉降（简称固结沉降）及次固结沉降。

初始沉降

初始沉降又称瞬时沉降，是指外荷加上的瞬间，饱和软土中孔隙水尚来不及排出时所发生的沉降，此时土体只发生形变而没有体变，一般情况下把这种变形称之为剪切变形，按弹性变形计算。在饱和软粘土地基上施加荷载，尤其如临时或活荷载占很大比重的仓库、油罐和受风荷载的高耸建筑物等，由此而引起的初始沉降量将占总沉降量的相当部分，应给以估算。

主固结沉降

主固结沉降是指荷载作用在地基上后，随着时间的延续，外荷不变而地基土中的孔隙水不断排除过程中所发生的沉降，它起于荷载施加之时，止于荷载引起的孔隙水压力完全消散之后，是地基沉降的主要部分。次固结沉降在固结沉降稳定之前就可以开始，一般计算时可认为在主固结完成（固结度达到100%）时才出现。

次固结沉降

次固结沉降量常比主固结沉降量小得多，大都可以忽略。但对极软的粘性土，如淤泥、淤泥质土，尤其是含有腐殖质等有机质时，或当深厚的高压缩性土层受到较小的压力增量比作用时，次固结沉降会成为总沉降量的一个主要组成部分，应给以重视。

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学