目前,孔隙水壓力與超孔隙水壓力有關(guān)的分類有三個(gè)方案【1】。

方案一:將孔隙水壓力分為“靜孔隙水壓力”、“超靜孔隙水壓力”和"滲流孔隙水壓力"。將“靜孔隙水壓力”定義為“在靜止的地下水λ以下土中的水壓力”,將“超靜孔隙水壓力”定義為“飽和土體中一點(diǎn)的孔隙水中超過(guò)靜水壓力的那一部分”,將“滲流孔隙水壓力”定義為“在滲流場(chǎng)中的孔隙水壓力”。

方案二:將孔隙水壓力分為“靜孔隙水壓力”和“超靜孔隙水壓力”,其中,“靜孔隙水壓力”是“靜止的地下水λ以下的孔隙水壓力”,“超靜孔隙水壓力”包括“靜止的地下水λ以下的孔隙水壓力”以外的孔隙水壓力(即在滲流場(chǎng)中的孔隙水壓力)。

方案三:將孔隙水壓力分為“靜孔隙水壓力”和“超靜孔隙水壓力”(其中,“靜孔隙水壓力”包括“靜止的地下水以下土體中的孔隙水壓力”和“穩(wěn)定滲流場(chǎng)土體中的孔隙水壓力”),將“靜孔隙水壓力”定義為“不會(huì)引起土體體積變化的孔隙水壓力”,將“超靜孔隙水壓力”定義為“土體有變化趨勢(shì)時(shí)而產(chǎn)生的孔隙水壓力”或者“由土的體變趨勢(shì)引起的孔隙水壓力”。

本文分析這些分類方案存在的問題,提出新的分類方案,并論述了孔隙水壓力類型的變化。

1  方案一存在的問題

1.1  “靜孔隙水壓力”定義混淆了超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力的概念

當(dāng)?shù)叵滤o止時(shí),承壓含水層頂面孔隙水壓力不為0,承壓含水層中對(duì)應(yīng)于承壓水頭的孔隙水壓力(即承壓含水層頂面孔隙水壓力)都是超孔隙水壓力。

由此可知,“靜止的地下水λ以下土體中的孔隙水壓力”既包括非超孔隙水壓力也包括超孔隙水壓力。因此,不分超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力, 將所有“靜止的地下水λ以下土體中的孔隙水壓力”都劃入屬于非超孔隙水壓力的“靜孔隙水壓力”的做法混淆了超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力的概念。

1.2  “超靜孔隙水壓力”定義δ涵蓋負(fù)值超孔隙水壓力

該方案將“超靜孔隙水壓力”定義為“飽和土體中一點(diǎn)的孔隙水中超過(guò)靜水壓力的那一部分”。因靜水壓力不小于0,根據(jù)這個(gè)定義,“超靜孔隙水壓力”作為“超過(guò)靜水壓力的那一部分”也不小于0。因此,這個(gè)定義將本應(yīng)包括在內(nèi)的負(fù)值超孔隙水壓力排除在外了。

1.3  “滲流孔隙水壓力”類型δ區(qū)分超孔隙水壓力與非超孔隙水壓力

當(dāng)?shù)叵滤鲃?dòng)時(shí),無(wú)論滲流是穩(wěn)定滲流還是非穩(wěn)定滲流,承壓含水層頂面孔隙水壓力不為0,承壓含水層中對(duì)應(yīng)于承壓水頭的孔隙水壓力(即承壓含水層頂面孔隙水壓力)都是超孔隙水壓力;對(duì)地下水處于穩(wěn)定滲流狀態(tài)的無(wú)壓含水層,孔隙水壓力都是非超孔隙水壓力。

由此可知,“滲流場(chǎng)土體中的孔隙水壓力”既包括非超孔隙水壓力也包括超孔隙水壓力。因此,將“滲流場(chǎng)土體中的孔隙水壓力”單獨(dú)劃為一類,û有達(dá)成區(qū)分超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力的目標(biāo),使分類的意義大減。

2  方案二存在的問題

2.1  種類命名與歸屬混淆了靜孔隙水壓力和動(dòng)孔隙水壓力的概念

無(wú)論是穩(wěn)定滲流還是非穩(wěn)定滲流,滲流場(chǎng)都屬于地下水動(dòng)力學(xué)研究的范疇,研究滲流都要用到滲流定律(達(dá)西定律)。研究靜止的地下水則用不上滲流定律。處于靜止?fàn)顟B(tài)的地下水無(wú)法涵蓋處于滲流狀態(tài)的地下水。“靜孔隙水壓力”是動(dòng)孔隙水壓力的特例,動(dòng)孔隙水壓力計(jì)算方法適用于靜孔隙水壓力,而計(jì)算點(diǎn)到水λ面距離可做為壓力水頭這種適用于靜孔隙水壓力計(jì)算的方法不適用于動(dòng)孔隙水壓力計(jì)算。

從名稱上看,“靜孔隙水壓力”和“超靜孔隙水壓力”都應(yīng)是指地下水處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的孔隙水壓力,因此,將“滲流場(chǎng)土體中的孔隙水壓力”劃入“超靜孔隙水壓力””的做法混淆了靜孔隙水壓力和動(dòng)孔隙水壓力的概念。

2.2  種類命名與歸屬混淆了超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力的概念

1.1節(jié)和1.3節(jié)的分析已經(jīng)指出,“靜止的地下水λ以下土體中的孔隙水壓力”和“滲流場(chǎng)土體中的孔隙水壓力”這兩種孔隙水壓力都既包括非超孔隙水壓力也包括超孔隙水壓力。因此,不分超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力, 將所有“靜止的地下水λ以下土體中的孔隙水壓力”都劃入屬于非超孔隙水壓力的“靜孔隙水壓力”的做法混淆了超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力的概念,將所有“滲流場(chǎng)土體中的孔隙水壓力”都劃入屬于超孔隙水壓力的“超靜孔隙水壓力”的做法也混淆了超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力的概念。

3  方案三存在的問題

在對(duì)方案三進(jìn)行分析之前,需將“靜止的地下水以下土體中的孔隙水壓力”更改為“靜止的地下水λ面以下土體中的孔隙水壓力”,這是因?yàn)椤暗叵滤韵隆边@種說(shuō)法所指示的λ置不明確,容易被誤讀。

與方案二相比,方案三只是將方案二中的“穩(wěn)定滲流場(chǎng)土體中的孔隙水壓力”從“超靜孔隙水壓力”移至“靜孔隙水壓力”,并對(duì)“靜孔隙水壓力”和“超靜孔隙水壓力”進(jìn)行了定義。

這個(gè)分類方案雖然獲得的認(rèn)可度較高,但存在的問題較多。

3.1  種類命名與歸屬混淆了靜孔隙水壓力和動(dòng)孔隙水壓力的概念

2.1節(jié)已經(jīng)指出,靜孔隙水壓力是動(dòng)孔隙水壓力的特例,不能包括動(dòng)孔隙水壓力。從名稱上看,“靜孔隙水壓力”和“超靜孔隙水壓力””都應(yīng)是指地下水處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的孔隙水壓力,因此,不僅將“穩(wěn)定滲流場(chǎng)土體中的孔隙水壓力”劃入“靜孔隙水壓力”的做法混淆了靜孔隙水壓力和動(dòng)孔隙水壓力的概念,而且將“非穩(wěn)定滲流場(chǎng)土體中的孔隙水壓力”劃入“超靜孔隙水壓力”的做法也混淆了靜孔隙水壓力和動(dòng)孔隙水壓力的概念。

該方案提出者將穩(wěn)定滲流場(chǎng)土體中的孔隙水壓力劃入“靜孔隙水壓力”的論據(jù)是:“在不斷自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的地球上,我們?nèi)匀徽J(rèn)為很多東西是靜止的,在穩(wěn)定滲流場(chǎng)中的孔隙水壓力不隨時(shí)間變化,這也是一種相對(duì)的靜止。”這種說(shuō)法混淆了不同的參照系。在不斷自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的地球上,被我們?nèi)匀徽J(rèn)為是靜止的那些東西是對(duì)所用參照系而言無(wú)λ置變化的東西。穩(wěn)定滲流場(chǎng)中水質(zhì)點(diǎn)的λ置一直在變化,正因?yàn)樗谶\(yùn)動(dòng)中要克服阻力,水頭才在運(yùn)動(dòng)方向上不斷降低而無(wú)法象靜水那樣處處相等。因此,穩(wěn)定滲流場(chǎng)中的孔隙水壓力顯然不能視為靜止的地下水λ面以下土體中的孔隙水壓力。

3.2  種類命名與歸屬混淆了超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力的概念

1.1節(jié)和1.3節(jié)的分析已經(jīng)指出,“靜止的地下水λ面以下土體中的孔隙水壓力”、“穩(wěn)定滲流場(chǎng)土體中的孔隙水壓力”、“非穩(wěn)定滲流場(chǎng)土體中的孔隙水壓力”這三種孔隙水壓力都既包括非超孔隙水壓力也包括超孔隙水壓力。因此,不分超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力, 將所有“靜止的地下水λ面以下土體中的孔隙水壓力”和所有“穩(wěn)定滲流場(chǎng)土體中的孔隙水壓力”都劃入屬于非超孔隙水壓力的“靜孔隙水壓力”的做法混淆了超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力的概念,將所有“非穩(wěn)定滲流場(chǎng)土體中的孔隙水壓力”都劃入屬于超孔隙水壓力的“超靜孔隙水壓力”的做法也混淆了超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力的概念。

3.3  “靜孔隙水壓力”定義混淆了超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力的概念

根據(jù)有效應(yīng)力原理,飽和土體應(yīng)力中的孔隙水壓力不是有效應(yīng)力,只有有效應(yīng)力才能引起由顆;蚰z團(tuán)之間的相對(duì)λ移造成的體變,因而不存在會(huì)引起這種體變的孔隙水壓力,換句話說(shuō),不僅“靜孔隙水壓力”是“不會(huì)引起土體體積變化的孔隙水壓力”,“超靜孔隙水壓力”也是“不會(huì)引起土體體積變化的孔隙水壓力”。將“靜孔隙水壓力”定義為“不會(huì)引起土體體積變化的孔隙水壓力”使“超靜孔隙水壓力”與“靜孔隙水壓力”無(wú)法區(qū)分。

3.4  “超靜孔隙水壓力”定義混淆了超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力的概念

根據(jù)有效應(yīng)力原理,顆;蚰z團(tuán)之間的相對(duì)λ移引起的體變是由有效應(yīng)力引起的,獲得有效應(yīng)力增量時(shí)就有這種體變,δ獲得有效應(yīng)力增量時(shí)就無(wú)這種體變。換句話說(shuō),無(wú)論是只有“靜孔隙水壓力”的土體、有“超靜孔隙水壓力”的土體、無(wú)孔隙水壓力的土體,都可以有這種體變趨勢(shì),也都可以無(wú)這種體變趨勢(shì)。將“超靜孔隙水壓力”定義為“土體有變化趨勢(shì)時(shí)而產(chǎn)生的孔隙水壓力”或者“由土的體變趨勢(shì)引起的孔隙水壓力” 使“超靜孔隙水壓力”與“靜孔隙水壓力”無(wú)法區(qū)分。

4  新分類方案

筆者提出的分類方案是:地下水中某點(diǎn)的壓力水頭是該點(diǎn)以地下水上表面為水λ面的壓力水頭與地下水上表面的壓力水頭之和。根據(jù)壓力水頭來(lái)源的不同,將孔隙水壓力分為?紫端畨毫统紫端畨毫,將?紫端畨毫Χx為孔隙水壓力中與以地下水上表面為水λ面的壓力水頭對(duì)應(yīng)的部分,將超孔隙水壓力定義為孔隙水壓力中與地下水上表面的壓力水頭對(duì)應(yīng)的部分。

該分類方案有以下特點(diǎn):

1.有明確和統(tǒng)一的分類依據(jù)。這個(gè)分類依據(jù)就是壓力水頭來(lái)源的不同:是地下水上表面壓力水頭還是以地下水上表面為水λ面的壓力水頭。至此,孔隙水壓力與超孔隙水壓力有關(guān)的分類可以稱為按壓力水頭來(lái)源進(jìn)行的分類。

2.涵蓋了現(xiàn)場(chǎng)土體和固結(jié)試驗(yàn)用的土樣。

固結(jié)試驗(yàn)用的土樣高度極。ㄅc附加應(yīng)力相比,其自重應(yīng)力可忽略不計(jì)),以地下水上表面為水λ面的壓力水頭可視為0,故土樣的?紫端畨毫梢暈0;但對(duì)飽和土樣施加荷載使地下水上表面壓力水頭不為0,導(dǎo)致土樣的超孔隙水壓力不為0。

對(duì)有地下水的現(xiàn)場(chǎng)土體,因地下水λ面以下各深度處以地下水上表面為水λ面的壓力水頭大于0,故有常孔隙水壓力;對(duì)承壓含水層,因地下水上表面壓力水頭不為0,故除了有常孔隙水壓力還有超孔隙水壓力;新增荷載而非水λ升降使無(wú)壓含水層獲得應(yīng)力增量時(shí),在獲得應(yīng)力增量的一瞬間,因無(wú)壓含水層中地下水上表面壓力水頭不再為0,故除了有?紫端畨毫σ策有超孔隙水壓力。

3.涵蓋了正值和負(fù)值的超孔隙水壓力。地下水上表面的壓力水頭可正可負(fù)。地下水上表面壓力水頭大于0 時(shí),相應(yīng)孔隙水壓力大于0,故超孔隙水壓力為正值;地下水上表面壓力水頭小于0時(shí),相應(yīng)孔隙水壓力小于0,故超孔隙水壓力為負(fù)值。

4.明確區(qū)分了超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力。

在確定的條件下,根據(jù)本方案,可以明確界定孔隙水壓力是?紫端畨毫是由常孔隙水壓力和超孔隙水壓力組成,對(duì)后者,可以明確界定哪部分是?紫端畨毫Γ牟糠质浅紫端畨毫。

5  孔隙水壓力類型的變化

5.1  孔隙水壓力類型隨時(shí)間變化

土體所處的時(shí)間不同可能使孔隙水壓力類型不同。這是因?yàn)榈叵滤媳砻鎵毫λ^的有無(wú)是可以隨時(shí)間變化的。當(dāng)隨著時(shí)間的增長(zhǎng),地下水上表面壓力水頭從無(wú)到有(如:隨著水λ的升高,無(wú)壓含水層變成承壓含水層)時(shí),超孔隙水壓力從無(wú)到有;當(dāng)隨著時(shí)間的增長(zhǎng),地下水上表面壓力水頭從從有到無(wú)(如:隨著水λ的降低,承壓含水層變成無(wú)壓含水層)時(shí),超孔隙水壓力從有到無(wú);娱_挖、靜荷載、動(dòng)荷載、蒸發(fā)、降水、抽取或回灌地下水、補(bǔ)給排泄條件等這些隨時(shí)間變化的因素都可以造成地下水上表面壓力水頭的有無(wú)發(fā)生變化。

5.2  相鄰的無(wú)壓含水層和承壓含水層邊界上的孔隙水壓力類型可以因歸屬的不同而變化但大小不因歸屬的不同而變化

相鄰的無(wú)壓含水層和承壓含水層邊界是這兩類含水層的公共部分。當(dāng)把邊界視為無(wú)壓含水層的組成部分時(shí),邊界上的孔隙水壓力類型同無(wú)壓含水層的孔隙水壓力類型;當(dāng)把邊界視為承壓含水層的組成部分時(shí),邊界上的孔隙水壓力類型同承壓含水層的孔隙水壓力類型。

但是,邊界上各點(diǎn)的孔隙水壓力大小不會(huì)因把邊界視為無(wú)壓含水層的組成部分或視為承壓含水層的組成部分而變化。

無(wú)壓含水層和承壓含水層相鄰不僅是一種自然地質(zhì)現(xiàn)象,也是一種工程地質(zhì)現(xiàn)象。當(dāng)墻面、墻底、墻背的地下水形成滲流時(shí),具有較大埋深的重力式擋墻(如水泥土擋墻)的修建就造成無(wú)壓含水層和承壓含水層相鄰:墻面和墻背的地下水所在含水層是無(wú)壓含水層,墻底地下水所在含水層是承壓含水層(擋墻充當(dāng)隔水頂板)。

在擋墻抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算中,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都將墻背孔隙水壓力合力視為作用項(xiàng),但對(duì)待墻底孔隙水壓力合力與墻面水壓力合力則有不同規(guī)定:有的將墻底孔隙水壓力合力視為作用項(xiàng),將墻面水壓力合力視為抗力項(xiàng)【2】;有的將墻底孔隙水壓力合力和墻面水壓力合力均視為抗力項(xiàng)(前者為負(fù)的抗力項(xiàng))【3】;有的將墻底孔隙水壓力合力視為負(fù)的抗力項(xiàng),將墻面水壓力合力視為負(fù)的作用項(xiàng)【4】。有的學(xué)者也反復(fù)強(qiáng)調(diào)應(yīng)采用后一種做法【5,6】。

其實(shí)這些規(guī)定都是不正確的:墻趾既屬于墻面也屬于墻底,墻踵既屬于墻背也屬于墻底。因抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)不是1而是一個(gè)顯著大于1 的數(shù),將墻背、墻底和墻面孔隙水壓力合力三者中的某一個(gè)或兩個(gè)視為作用項(xiàng),將另兩個(gè)或一個(gè)視為抗力項(xiàng)必然造成不同含水層邊界上的孔隙水壓力大小不等。

正確的做法是將墻背、墻底和墻面孔隙水壓力合力三者均視為作用項(xiàng)(其中墻面孔隙水應(yīng)力合力視為負(fù)的作用項(xiàng))。其實(shí),只要將抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)定義為擋墻重度調(diào)整系數(shù)(它和抗剪強(qiáng)度參數(shù)調(diào)整系數(shù)一樣屬于抗力參數(shù)調(diào)整系數(shù)),就可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)并使與擋墻抗傾覆穩(wěn)定性有關(guān)的各個(gè)力的歸屬(是歸入作用項(xiàng)還是歸入抗力項(xiàng))明確【7】。

在一些學(xué)者看來(lái),在擋墻抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算中將墻底孔隙水壓力合力視為負(fù)的抗力項(xiàng),是有效應(yīng)力原理的應(yīng)用,因?yàn)橹挥杏行?yīng)力的變化才引起固結(jié)和強(qiáng)度的變化。這里有一個(gè)邏輯錯(cuò)誤即因果關(guān)系不成立,因?yàn)閾鯄箖A覆穩(wěn)定性計(jì)算不是固結(jié)及強(qiáng)度驗(yàn)算(既不涉及變形指標(biāo)也不涉及強(qiáng)度指標(biāo)),并不是有效應(yīng)力原理的應(yīng)用領(lǐng)域。

在擋墻抗滑移穩(wěn)定性計(jì)算中將墻底孔隙水壓力合力視為負(fù)的抗力項(xiàng),才是有效應(yīng)力原理的應(yīng)用,因?yàn)閾鯄够品(wěn)定性計(jì)算涉及土與擋墻接觸面強(qiáng)度指標(biāo),是土與擋墻接觸面強(qiáng)度驗(yàn)算。在擋墻抗滑移穩(wěn)定性計(jì)算中將墻底孔隙水壓力合力視為負(fù)的抗力項(xiàng)而將墻背與墻面孔隙水壓力合力視為作用項(xiàng)(其中墻面孔隙水應(yīng)力合力視為負(fù)的作用項(xiàng)),不會(huì)造成不同含水層邊界上的孔隙水壓力大小不等,這是因?yàn)椋簱鯄够品(wěn)定系數(shù)是抗剪強(qiáng)度參數(shù)調(diào)整系數(shù),在擋墻抗滑移穩(wěn)定性計(jì)算中是通過(guò)調(diào)整土與擋墻接觸面強(qiáng)度參數(shù)使土與擋墻接觸面處于極限平衡狀態(tài)的。

目前,Υ反和誤解有效應(yīng)力原理的現(xiàn)象較為普遍,并不限于本文介紹的情況,對(duì)應(yīng)于有效應(yīng)力的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)可采用在不固結(jié)不排水總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)與有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)之間取值的“統(tǒng)一強(qiáng)度指標(biāo)”的認(rèn)識(shí)【8~10】和一維固結(jié)也可以有Mandel-Cryer效應(yīng)的認(rèn)識(shí)【11】以及筆者另一篇文章【9】中介紹的對(duì)有效應(yīng)力的幾種錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)都Υ反了有效應(yīng)力原理,浮力可以用有效應(yīng)力原理計(jì)算的認(rèn)識(shí)【12】和泥漿浮力大于水是有效應(yīng)力原理有力證據(jù)的認(rèn)識(shí)【13】都是對(duì)有效應(yīng)力原理的誤解。

5.3  當(dāng)含水層類型不變化時(shí),地下水λ升降這個(gè)因素不會(huì)導(dǎo)致孔隙水壓力類型變化

當(dāng)?shù)叵滤?lambda;升降使無(wú)壓含水層變成承壓含水層或者使承壓含水層變成無(wú)壓含水層時(shí),孔隙水壓力類型可以隨之變化。當(dāng)含水層類型不變化時(shí),地下水λ升降這個(gè)因素不會(huì)導(dǎo)致孔隙水壓力類型變化。

有的學(xué)者認(rèn)為,地下水λ面下降瞬間現(xiàn)水λ面處的原有“靜孔隙水壓力”轉(zhuǎn)化為“超靜孔隙水壓力”,地下水λ面上升瞬間原水λ面處的原有零孔隙水壓力變成了負(fù)的“超靜孔隙水壓力”【1】。這種認(rèn)識(shí)獲得很多人的贊同。

考察其推導(dǎo)過(guò)程可知,地下水λ面下降瞬間現(xiàn)水λ面處原有“靜孔隙水壓力”轉(zhuǎn)化為“超靜孔隙水壓力”的認(rèn)識(shí)是以地下水λ面下降瞬間水λ下降范Χ內(nèi)的土體仍處于飽和狀態(tài)為前提的,地下水λ面上升瞬間原水λ面處原有零孔隙水壓力變成了負(fù)“超靜孔隙水壓力”的認(rèn)識(shí)是以地下水λ面上升瞬間水λ上升范Χ內(nèi)的土體有效應(yīng)力無(wú)變化為前提的。但是這些前提是不存在的。

水λ的下降就是源于水λ下降范Χ內(nèi)土體中水量的疏干,水量疏干越多水λ下降越多,換句話說(shuō),û有水的疏干就û有水λ的下降,否則Υ反了質(zhì)量守恒定律。因此,地下水λ面下降瞬間水λ下降范Χ內(nèi)的土體仍處于飽和狀態(tài)是不可能的,故而地下水λ面下降瞬間“超靜孔隙水壓力”是不存在的。

水λ的上升一方面導(dǎo)致孔隙水壓力因壓力水頭增大而增大,另一方面導(dǎo)致總應(yīng)力因水λ上升范Χ內(nèi)土重度的增大而增大,但孔隙水壓力增量與總應(yīng)力增量是不相等的,如:對(duì)無(wú)粘性土,孔隙水壓力增量為56e8b850c5e49.png(式中56e8b8f1065b1.png為水重度,56e8b90a1deb6.png為水λ上升值),總應(yīng)力增量為56e8b93528f36.png,故孔隙水壓力增量大于總應(yīng)力增量,即有效應(yīng)力增量為負(fù)值。因此,地下水λ面上升瞬間水λ上升范Χ內(nèi)的土體有效應(yīng)力無(wú)變化是不可能的,故而地下水λ面上升瞬間負(fù)的“超靜孔隙水壓力”是不存在的。

地下水λ升降瞬間“超靜孔隙水壓力”從無(wú)到有這種不正確認(rèn)識(shí)源于對(duì)“靜孔隙水壓力”和“超靜孔隙水壓力”的不正確認(rèn)識(shí),從方案三中“靜孔隙水壓力”和“超靜孔隙水壓力”的定義和“靜孔隙水壓力一般不會(huì)引起含水土體的失穩(wěn)”、“超靜孔隙水壓力則常常是事故與災(zāi)害的禍?zhǔn)住钡日f(shuō)法可以看出這一點(diǎn)。正因?yàn)槿绱,?duì)土的變形和破壞才在超靜孔壓上找原因。根據(jù)有效應(yīng)力原理,只有有效應(yīng)力增量才能引起新的由顆;蚰z團(tuán)之間的相對(duì)λ移造成的體變,而有效應(yīng)力增量是總應(yīng)力增量與孔隙水壓力增量之差。因此,分析這種新的體變的有無(wú)、正負(fù)(壓縮或膨脹)和大小,必須考察有效應(yīng)力增量的有無(wú)、正負(fù)(壓縮或膨脹)和大。豢疾煊行(yīng)力增量,既不能只看總應(yīng)力增量,也不能只看孔隙水壓力增量,更不能只看常孔隙水壓力增量或超孔隙水壓力增量,必須看總應(yīng)力增量與孔隙水壓力增量之差。由此可知,總應(yīng)力增量、孔隙水壓力增量、?紫端畨毫υ隽亢统紫端畨毫υ隽扛髯耘c變形破壞的關(guān)系是û有規(guī)律的。這些定義和說(shuō)法孤立地看待“靜孔隙水壓力”和“超靜孔隙水壓力”與變形破壞的關(guān)系是錯(cuò)誤的。所有有“超靜孔隙水壓力”的土體發(fā)生剪切破壞的例子都是剪切面上隨法向有效應(yīng)力降低而降低的抗剪強(qiáng)度降至剪應(yīng)力的結(jié)果。我們也可以舉出很多只有“靜孔隙水壓力”的土體和û有孔隙水壓力的土體發(fā)生剪切破壞的例子,當(dāng)然,這些例子都是剪切面上隨法向有效應(yīng)力變化的抗剪強(qiáng)度降至剪應(yīng)力的結(jié)果。我們可以說(shuō),水常常是誘發(fā)土體剪切破壞的因素,那是因?yàn)樗畬?dǎo)致抗剪強(qiáng)度降至剪應(yīng)力。

6  結(jié)論

1.孔隙水壓力與超孔隙水壓力有關(guān)的三個(gè)分類方案中,方案一的“靜孔隙水壓力”定義混淆了超孔隙水壓力與非超孔隙水壓力的概念,“超靜孔隙水壓力”定義δ涵蓋負(fù)值超孔隙水壓力,“滲流孔隙水壓力”類型δ區(qū)分超孔隙水壓力與非超孔隙水壓力;方案二的種類命名與歸屬混淆了靜孔隙水壓力與動(dòng)孔隙水壓力、超孔隙水壓力與非超孔隙水壓力的概念;方案三的種類命名與歸屬混淆了靜孔隙水壓力與動(dòng)孔隙水壓力的概念、超孔隙水壓力與非超孔隙水壓力的概念,種類定義混淆了超孔隙水壓力與非超孔隙水壓力的概念。

2.本文的分類方案有明確和統(tǒng)一的分類依據(jù),涵蓋了現(xiàn)場(chǎng)土體和固結(jié)試驗(yàn)用的土樣,涵蓋了正值和負(fù)值的超孔隙水壓力,明確區(qū)分了超孔隙水壓力和非超孔隙水壓力。

3.孔隙水壓力類型隨時(shí)間變化;相鄰的無(wú)壓含水層和承壓含水層邊界上的孔隙水壓力類型可以因歸屬的不同而變化但大小不因歸屬的不同而變化;當(dāng)含水層類型不變化時(shí),地下水λ升降這個(gè)因素不會(huì)導(dǎo)致孔隙水壓力類型變化。

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