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土力学、岩体力学与基础工程是土木工程中紧密关联的三门核心学科，共同构成地下结构与地基设计的理论基础与技术支撑。

土力学研究土体在荷载、水分和时间作用下的应力、应变、强度与渗流特性，核心内容包括土的物理性质（如颗粒级配、含水率、密度）、有效应力原理、固结理论、抗剪强度指标（c、φ值）及土压力计算等。其理论为边坡稳定、基坑支护和地基沉降分析提供定量依据。

岩体力学则聚焦于天然岩体——即包含节理、裂隙、断层等不连续面的地质体——的变形、破坏与稳定性行为。它强调岩体的非均质性、各向异性和尺度效应，引入岩体质量分级（如RMR、Q系统）、块体理论及数值模拟方法63.马家庄隧道重大危险源专项施工方案，广泛应用于隧道围岩支护、高边坡治理、地下洞室及大坝坝基稳定性评价。

基础工程是上述两门学科的综合应用学科，旨在安全、经济地实现上部结构荷载向地基的有效传递。它涵盖浅基础（独立基础、条形基础、筏板基础）与深基础（桩基础、沉井、地下连续墙）的设计与施工，需综合考虑地基承载力、变形控制、动力响应及环境影响，并融合勘察、监测与信息化施工技术。

三者相辅相成：土力学为松散堆积体提供理论框架，岩体力学拓展至完整/破碎岩体，而基础工程则立足工程实际，统筹地质条件、结构需求与施工可行性。在城市地下空间开发、高烈度地震区建设及重大基础设施（如跨海大桥、高铁隧道）中，三者的协同应用对保障工程安全、耐久与可持续性具有不可替代的关键作用。（498字）

作用在挡土结构上的土压力，按挡土结构的位移方向、大小及土体所处的三种极限平衡状态，可分为三种土压力，即静止土压力、主动土压力和被动土压力。

(二)三种土压力的相互关系

                   式中  K0—静止土压力系数，其值可用室内或原位试验确定；

—土体重度，kN／m3。

 式中 h为挡土结构高度，m。E0的作用点在距墙底h/3处。

1. 基本假设与适用条件

朗肯土压力理论是朗肯(W.J. M.Rankine)于1857年提出的。它假定挡土墙背垂直、光滑，其后土体表面水平并无限延伸，这时土体内的任意水平面和墙的背面均为主平面(在这两个平面上的剪应力为零)，作用在该平面上的法向应力即为主应力。朗肯根据墙后土体处于极限平衡状态，应用极限平衡条件，推导出了主动土压力和被动土压力计算公式。

2. 朗肯主动土压力计算 根据挡土墙后地表面下深度z处的应力状态和土的极限平衡理论，可推导出主动土压力强度Pa的计算公式如下：   

【例题1】有一挡土墙高6m，墙背竖直、光滑，墙后填土面水平，填土的物理力学指标为：c=15kPa，=15°，=18kN／m3。求主动土压力及其作用点并绘出主动土压力分布图。

【解析】由填土的物理力学性质可知该填土可按粘性土考虑

(5)计算主动土压力值

  主动土压力值按分布面积计算如下：

(6)Ea的作用点位置

  主动土压力Ea的作用点离墙底的距离为：

【例题2】某挡土墙，高5m，墙背直立、光滑，填土面水平；填土的物理力学性质指标为：c＝10kPa，φ＝20°，γ＝18kN/m3。则作用在挡土墙上的主动土压力及其作用点位置为(      )。    

A、51. 3kN/m、 1.14m； B、58.5kN/m、1.14m； C、51.3kN/m、  1.34m； D、58.5kN/m、1.34m；  答案：A

【解析】(1)求墙底处的主动土压力强度。   

挡土墙在外荷载作用下向着土体方向位移时，墙后土体将形成被动土压力状态。朗肯土压力理论计算被动土压力强度Pp的公式如下：

四、几种情况朗肯土压力的计算

1.　土体表面有均布荷载q作用

当墙后土体表面有连续均布荷载q作用时，均布荷载q在土中产生的上覆压力沿墙体方向矩形分布，分布强度为q。土压力的计算方法是将上覆压力项 z换以 z+q计算即可，如粘土的主动土压力强度Pp为：

2.成层土体中的土压力计算

    一般情况下墙后土体均由几层不同性质的水平土层组成。在计算各点的土压力时，可先计算其相应的自重应力，在土压力公式中 z项换以相应的自重应力即可，需注意的是土压力系数应采用各点对应土层的土压力系数值。

 3.　墙后土体有地下水的土压力计算

当墙后土体中有地下水存在时，墙体除受到土压力的作用外，还将受到水压力的作用。通常所说的土压力是指土粒有效应力形成的压力，其计算方法是地下水位以下部分采用土的有效重度'计算，水压力按静水压力计算。但在实际工程中计算墙体上的侧压力时，考虑到土质条件的影响，可分别采用“水土分算”或“水土合算”的计算方法。所谓“水土分算”法是将土压力和水压力分别计算后再叠加的方法，这种方法比较适合渗透性大的砂土层情况；“水土合算”法在计算土压力时则将地下水位以下的土体重度取为饱和重度，水压力不再单独计算叠加，这种方法比较适合渗透性小的粘性土层情况。

【例题3】砂质土层中某一开挖深度为h=4.0m的基坑，采用悬臂式板桩支挡结构进行支护。已知砂质土层重度γ=19kN／m3，内摩擦角为φ=20°，黏聚力c=0。试确定基坑以上土的主动土压力值及作用点位置。

【解析】1、基坑底面处土的主动土压力压强值为：

【例题4】某基坑开挖深度h=4.5m，周围土层重度γ=19kN／m3，内摩擦角φ=20°，粘聚力c=0，且地面存在q=10kpa的超载，试计算坑底面以上土的主动土压力值并确定作用点位置。

【解析】1、地面处土的主动土压力压强值为：

库仑(C.A.Coulomb)1773年建立了库仑土压力理论，其基本假定为：

(1)挡土墙后土体为均匀各向同性无粘性土(c=0)；

(2)挡土墙后产生主动或被动土压力时墙后土体形成滑动土楔江西省内河航标技术标准化指南，其滑裂面为通过墙踵的平面；

(3)滑动土楔可视为刚体。

库仑土压力理论根据滑动土楔处于极限平衡状态时的静力平衡条件来求解主动土压力和被动土压力。

    1. 库仑主动土压力

库仑主动土压力强度分布图为三角形，Ea的作用方向与墙背法线逆时针成 角db11∕t 1509-2018 公路工程设计导则，作用点在距墙底h／3处。

2. 库仑被动土压力

库仑被动土压力计算公式的推导与库仑主动土压力的方法相似，计算公式如下：