【摘 要】
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合理确定土压力是保证挡墙安全与经济的基础。实际挡墙位移一般处于设计允许范围内难以达到极限状态,尤其是被动位移极限状态,Rankine和Coulomb等极限土压力理论无法充分反映挡墙的位移影响。数学拟合方法已被广泛用来表征挡墙位移-土压力关系,但仅局限于饱和土或干土,未考虑墙后填土的非饱和状态。本文基于非饱和土抗剪强度理论与总黏聚力概念,合理考虑基质吸力、降雨入渗与水分蒸发等非饱和特性,建立非饱和土
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（41202191）； 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金项目（SKLGP2020K022）； 长安大学中央高校基本科研业务费专项资金项目（300102280108）；
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合理确定土压力是保证挡墙安全与经济的基础。实际挡墙位移一般处于设计允许范围内难以达到极限状态,尤其是被动位移极限状态,Rankine和Coulomb等极限土压力理论无法充分反映挡墙的位移影响。数学拟合方法已被广泛用来表征挡墙位移-土压力关系,但仅局限于饱和土或干土,未考虑墙后填土的非饱和状态。本文基于非饱和土抗剪强度理论与总黏聚力概念,合理考虑基质吸力、降雨入渗与水分蒸发等非饱和特性,建立非饱和土位移土压力的数学拟合拓展公式,另外基于Duncan-Chang模型提出非饱和土位移土压力的双曲线拟合公式,并进行对比验证与参数影响分析。主要研究内容及结论如下:（1）将代表性挡墙位移土压力数学拟合公式按函数形式分为6大类:三角函数、指数函数、双曲线函数、幂函数、S型函数以及其他函数。由于函数形式众多且参数取值不同,使得拟合公式多样化,也造成当前数学拟合研究的广泛性与非系统性,但缺乏相互间的对比,也未考虑土体的非饱和特性影响。（2）考虑基质吸力的作用,建立了基于双应力状态变量的非饱和土位移土压力数学拟合拓展公式,经过非饱和特性影响分析和模型试验对比,得出:拓展公式具有理论合理性、应用可行性与拟合差异性;高基质吸力下的位移土压力较饱和状态的变化更大,吸力角的影响与之相似,线性吸力下的影响不如均布吸力时的显著。（3）考虑降雨入渗与水分蒸发,建立了基于吸应力的非饱和土位移土压力数学拟合拓展公式,探讨在砂土、粉土、黏土中渗流量与饱和渗透系数的影响特性,得出:渗流量与饱和渗透系数在黏土中对位移土压力影响显著,对粉土影响次之,对砂土无明显影响,拓展公式受2种因素的影响程度不同。（4）借鉴Duncan-Chang模型的双曲线应力-应变关系,并统一无侧向应变点与主/被动状态区分点,建立了非饱和土的位移土压力双曲线公式,得到非饱和土模型试验与特例退化验证,得出:该公式较好反映了土体的非饱和特性,可为工程实践提供参考。
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