GEO5基坑模块限制土反力最大值的说明（弹性支点法——弹塑性）

GEO5基坑分析模块有三种分析方法：①弹性支点法——弹性②弹性支点法——弹塑性③弹塑性共同变形法，现对②弹性支点法——弹塑性的土反力部分原理进行说明。

经常有小伙伴询问为什么GEO5基坑模块要限制土反力的最大值为被动土压力，这里做一个简单说明。

（1）土压力

土反力大小是土体的水平刚度与水平位移的乘积，如图，当墙推土时，土体将产生反力，土反力随位移增加而变大。但土反力反力不能无限增大，当位移达到一定程度，将达到一个破坏的临界状态，这个临界状态的土压力，就是被动土压力。当土反力>被动土压力时，土体的状态就发生了变化，进入塑性变形，这时，变形增加，土反力缺不再增加。这里的图不够全面，下面截一张国外文献（364-419.rar

）的图，

土体的变形超过一定大小之后，土体就会达到临界破坏状态，这从土压力方面介绍为什么土反力不能超过被动土压力。

类似的还有，sheet_pilling_handbook_design.rar中的描述，国外文献里的图片有个好处就是，会显示极限土压力外的土压力大小，便于说明土压力达到极限状态之后的力的大小。

（2）国际软件

将土反力的最大值限制为被动土压力也是国际软件通用手法，如DSheetPiling-Manual.rar

中的介绍，当土反力在主动被动土压力之间时，用土反力，否则用屈服状态的土压力。

（3）海外规范、文献

如荷兰规范166 Damwandconstructies中的截图，土反力各种算法虽不同，但最大土反力确都是固定的。

在26_Sheetpile_Wall_Design-USACE.rar中，土体也是按非线性弹簧考虑的，

（4）试验

不同国家确定土体刚度使用的参数不同（旁压模量，压缩模量，侧胀模量等等），使用的设备、仪器也不同，很多大型咨询公司也有自己的经验公式，这样同一个项目计算出来的水平反力系数会千差万别。如果对土反力最大值进行限制，会使得同一个项目，利用不同的计算理论，得到的结果也会千差万别，这显然是不合实际的。因此需要将土弹簧作为非线性弹簧，当弹簧在一定变形范围之内，土反力是线性增加的，当超过这个范围，就不再继续增加。

另外，支护桩经典的计算理论，就是利用主动土压力，被动土压力进行计算的，当限制土反力的最大值为被动土压力时，当桩前土体完全进入被动区时，就又回到了经典计算理论。这样，现在的计算方法，就能把经典计算理论也包含进来，实现理论统一。