El principio de cálculo del empuje estático del suelo se basa en la teoría de la mecánica del suelo y en el análisis de las propiedades mecánicas del suelo, considerando principalmente la deformación y el estado tensional del suelo cuando actúan sobre él fuerzas horizontales. Al calcular la presión estática del suelo, se suele utilizar la teoría de Coulomb o la teoría de Rankine. Los dos principios de cálculo comúnmente utilizados se presentan a continuación:
1. Teoría de Coulomb:
La teoría de Coulomb es un modelo mecánico clásico de la mecánica del suelo. Cree que el ángulo de fricción interna del suelo es. el factor decisivo. Principales parámetros de la resistencia al corte del suelo. Según la teoría de Coulomb, la presión estática del suelo se puede calcular con la siguiente fórmula: P = Ka * γ * H, donde P es la presión estática del suelo, Ka es el coeficiente de presión activa del suelo (relacionado con las propiedades del suelo), y γ es la unidad de volumen del suelo, H es la altura del suelo.
2. Teoría de Rankine:
La teoría de Rankine se establece en base a la condición de equilibrio de la pendiente de presión del suelo. Se cree que la resistencia al corte del suelo es más razonable que la teoría de Coulomb. Según la teoría de Rankine, la presión estática del suelo se puede calcular con la siguiente fórmula: P = (γ * H) (1/2) * γ * H * tan^2(φ), donde P es la presión estática del suelo y γ es la presión del suelo, el peso volumétrico unitario, H es la altura del suelo y φ es el ángulo de fricción interna del suelo.
Cabe señalar que los parámetros mecánicos específicos del suelo y el modelo de cálculo deben determinarse en función de la situación real. Además, en aplicaciones prácticas, también se pueden considerar los efectos de cargas adicionales, la presión del agua de los poros del suelo y otros factores. Por lo tanto, al calcular la presión estática del suelo, se deben seleccionar teorías y parámetros apropiados de acuerdo con la situación específica y se deben realizar análisis y cálculos integrales.
Explicación del empuje del suelo en reposo
El empuje del suelo en estación se refiere a la fuerza horizontal ejercida por el suelo sobre el entorno circundante sin deformación ni flujo significativo bajo la fuerza vertical. Cuando el suelo está sujeto a cargas verticales o restricciones horizontales, se producirá una distribución de tensiones dentro del suelo. Entre ellos, la tensión causada por la carga vertical se llama tensión efectiva y la tensión causada por la restricción horizontal se llama presión estática del suelo, también llamada presión lateral.
La presión estática del suelo es uno de los parámetros importantes en ingeniería y tiene un impacto importante en el diseño de excavaciones de terrenos, excavaciones de pozos de cimentación, edificios, cimientos de pilotes y túneles. La estimación precisa de la presión estática del suelo puede garantizar la estabilidad y seguridad de las estructuras de ingeniería. La magnitud de la presión estática del suelo se ve afectada por muchos factores, incluida la naturaleza del suelo, el peso del suelo, la acción capilar del suelo, la fricción de la pared del suelo, etc.
Por lo general, la presión estática del suelo se puede calcular utilizando teorías clásicas de la mecánica del suelo y modelos mecánicos, como la teoría de Coulomb y la teoría de Rankine. Estas teorías y modelos se basan en las características de fricción interna y resistencia al corte del suelo, y la selección y el cálculo de parámetros se llevan a cabo de acuerdo con las propiedades del suelo y las condiciones de ingeniería.
El cálculo y procesamiento razonable de la presión estática del suelo es crucial para la estabilidad y seguridad del proyecto. Por lo tanto, en el diseño de ingeniería, es necesario considerar de manera integral las características del suelo, las condiciones del agua subterránea y los métodos de construcción estructural y las medidas de soporte, estimar razonablemente la presión estática del suelo y tomar las medidas correspondientes para abordarla.