[科普中国]-静止土压力系数

静止土压力系数，又称静止侧压力系数，是指土体在无侧向变形条件下固结后的水平向主应力与竖向主应力之比，也就是原始应力状态下的水平向主应力与竖向主应力之比1。静止土压力系数的影响因素有：土的物理性质、结构特性、应力历史、加荷和卸荷路径等，这些因素还存在着相互联系、制约的关系。

简介静止土压力系数是指单元土体不发生任何侧向变形时，小主应力与大主应力之比。静止土压力系数是岩土工程领域中一个被广泛应用的重要参数，是确定水平场地中应力状态、计算静止土压力和进行数值模拟的基础。静止土压力系数的取值对挡土结构物上的土压力分布、 桩-土间的相互作用等方面有直接影响。解决岩土工程问题时经常需要已知初始应力状态，当土的类型和加载历史已知时，静止土压力系数是最常用的系数之一2。涉及到自然固结土时，静止土压力系数的一般表达式：

式中：为 静止土压力系数； 为土体内摩擦角。

静止土压力系数在土体无侧向变形条件下，通常定义作用在结构物上的水平向土压力或土体内某一点应力状态的水平分量为静止土压力。Terzaghi K 通过研究认为该值可通过水平向与竖直向主应力大小的比值求得：

式中： 为水平向主应力； 为竖直向主应力， 为静止土压力系数。静止土压力是指地下结构的侧墙或挡土结构既不产生离开土体的变形，也不产生朝向土体的变形时承受的侧向土压力。量值大于主动土压力而小于被动土压力。

土性的影响土的有效内摩擦角

有效内摩擦角反映了无粘性土内部摩阻力的大小；有效内摩擦角愈大，土体愈密实，在侧限条件下达稳定时，其竖向有效应力也就愈大，所以这种土的静止土压力系数往往较小；反之有效内摩擦角较小的无粘性土，其静止土压力系数较大。

土的泊松比

泊松比μ反映了无侧限条件下土体承受竖向荷载时其横向应变与竖向应变的比值。对于正常固结土，静止土压力系数与泊松比之间存在一一对应关系，通常μ值愈大，静止土压力系数值愈小。由于土的泊松比并非常量，所以静止土压力系数也不是常量。超固结土，其静止土压力系数与μ之间不再有一一对应关系；不同土的μ值变化不大，而静止土压力系数的变化较大。

塑性指数

对于粘性土，塑性指数Ip是很重要的指标。Ip愈大，表明土的颗粒愈细小，粘粒含量愈多；反之，则说明土的颗粒愈粗。

土的颗粒粗细

土的颗粒粗细通过其粒径反映出来，粗粒土的静止土压力系数往往低于细粒土的；粘性土一般颗粒较细，所以粘性土的静止土压力系数常常大于无粘性土的相应值。

土的压缩性

对于正常固结土，静止土压力系数与其压缩性的关系是：静止土压力系数愈大，土的压缩性愈高。但对于OCR>1.0的超固结土，则恰好相反；静止土压力系数愈大，则超固结作用愈强，OCR愈大，土的压缩性愈低。所以静止土压力系数与土的压缩性的关系要辩证对待，具体分析。

其他影响中和应力的影响

地基中的孔隙水压力称为中和应力。中和应力有正有负:若地基受到附加荷重，会在粘土层内引起逐渐消散的超静孔隙水压力，这时的中和应力是正的；若地面挖土卸荷，粘土层中会出现负的中和应力。当中和应力存在时，静止土压力系数应以有效应力表示。

土样扰动程度的影响

当为原状土样时，静止土压力系数静止土压力系数随塑性指数Ip的增加而增加；当为重塑土样时，静止土压力系数静止土压力系数随塑性指数Ip的增加而减少3。

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学