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基于库仓理论的非饱和膨胀土主动土压力计算
一、简介
非饱和土在工程中广泛应用，如在土方工程、地基工程、边坡工程、隧道工程等方面。然而，基于传统的土压力计算方法，难以准确估算非饱和土的土压力大小。为了解决这个问题，有必要使用基于库仑理论的土压力计算方法。
二、库仑理论的基本原理
库仑理论是一种描述颗粒间相互作用的经典理论。该理论主张，每个微观颗粒间的相互作用由两主要成分组成，即库仑静电相互作用和范德华力。
库仑静电相互作用是由于颗粒间的电荷引起的。当两个同性电荷之间的相互作用时，它们会排斥对方；当两个异性电荷之间的相互作用时，它们会互相吸引。库仑作用力可以用以下公式计算：
F=k*q1*q2/r^2
其中，F为库仑作用力，k是常数，q1、q2是两个颗粒的电荷量，r是两个颗粒间的距离。
范德华力主要是由两薄分子间的引力作用力引起的。此作用力可以用以下公式来计算：
F=ΑHOAHB/r^6
其中，F为霍普金斯-伦纳德范德华力，AHOAHB代表两个被吸引颗粒的VanderWaals热力势能和分子密度，r代表两个粒子之间的距离。
在库仑理论中，粒子的大小和形状对相互作用有较大的影响，这是因为相互作用与表面的有效接触面积有关。库仑理论非常适用于处理堆积物颗粒的流动，以及布朗颗粒的动力学行为。
三、基于库仓理论的非饱和土主动土压力计算公式
库仑理论可以成功应用于非饱和土的土压力计算。当非饱和土被挤压时，两个粒子间的相互作用力会突出，并且库仑静电力、范德华力和毛细力都会发挥作用，因此，可以使用以下公式进行非饱和土压力计算：
P=N*a-σz*sinφ*cosδ-σx*sinδ*cosφ+σy*sinδ*sinφ
其中，P表示土压力；N是粘胶性功率（N/m2），a是接触平面的有效区域，σz是竖向应力，σx和σy是水平应力，φ和δ分别表示土的内摩擦角和倾角。
四、实例分析
假设一批非饱和土地物受到了水平面外的压力，竖向应力为20kN/m2，水平应力为10kN/m2，内摩擦角为30度，倾角为15度。接下来使用以上公式进行计算。
首先，根据所提供的数据，使用以下公式计算水平面上的有效应力：
σa=1/2*(σx+σy)
=1/2*(10kN/m2+10kN/m2)
=10kN/m2
接着，计算接触区面积。在库仑理论中，接触区面积等于两个粒子间的相互作用力的总和。可以使用以下公式计算有效接触面积：
a=N/P
考虑到研究的是非饱和土，因此N值需要通过实验测量得到。相对于饱和土，非饱和土中水分含量较低，结构更致密，因此相互作用力会更强，并且需要更多的功率。
由于库仑力和范德华力与粒子的大小、形状和亲和性有关，因此在实验室中可以用求取表面接触角等物理特性的方法测量这些特性以获取N值。当测量了N值后，就可以使用以下公式计算有效接触面积，进而获取土压力：
P=N/a
P=5000kN/m2/1/1000m2
P=5kN/m2
最终计算出来的土压力为5kN/m2。
五、结论
基于库仑理论的土压力计算方法，能够有效地准确估算非饱和土的土压力大小，且具有操作简便、专业性强等优点，适用于土方工程、地基工程、边坡工程、隧道工程等方面。同时，需要注意实验测量值的准确性与可靠性，确保计算结果的精确度。