土的抗剪強(qiáng)度及其工程問(wèn)題(高大釗)(存儲(chǔ)版)
【正文】 排水 。這是由于低塑性土的滲透系數(shù)比較大，在固結(jié)快剪試驗(yàn)中孔隙水消散很快，剪切時(shí)土的固結(jié)狀態(tài)已接近于慢剪試驗(yàn)，因此兩者的結(jié)果相近。實(shí)際工程中， 剪切總是沿著最薄弱的方向發(fā)展，而水平方向往往并不是最薄弱的 。 三軸試驗(yàn)指標(biāo)的測(cè)定與資料分析 ? 三軸試驗(yàn)原理 : ? 以材料力學(xué)的摩爾圓表示一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)為基礎(chǔ)，以庫(kù)侖強(qiáng)度理論為準(zhǔn)則。當(dāng)土體處于 K0條件時(shí)，如圖中的 K0圓，此時(shí)的土體處于彈性平衡狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生破壞。 ? 對(duì)于剪切時(shí)不排水的試驗(yàn) ， 采用量測(cè)穩(wěn)壓系統(tǒng)中補(bǔ)充給壓力室的水量來(lái)測(cè)定土樣的體積變形 ， 此時(shí)穩(wěn)壓系統(tǒng)具有量測(cè)的作用 ， 但對(duì)壓力水去除氣泡的要求很高 。 固結(jié)排水試驗(yàn)（ CD試驗(yàn)） ? 在施加周圍壓力和偏應(yīng)力的全過(guò)程中，土樣始終處在排水狀態(tài)，剪切速率應(yīng)使孔隙水壓力始終處于消散為零的狀態(tài)，因此排水閥門和孔隙水壓力閥門始終是打開(kāi)的。 231 ?? ?231 ?? ?固結(jié)不排水剪資料整理 ? 試樣固結(jié)后的高度 ? 試樣固結(jié)后的面積 ? 試樣面積校正 3100 1 ???????? ??=VVhh c3200 1 ???????? ??=VVAAc11 ??= caAA總應(yīng)力分析 chh?=1? 231 ?? ?231 ?? ?軸向應(yīng)變 圓心坐標(biāo) 莫爾圓半徑 有效應(yīng)力分析 ? 有效應(yīng)力 ? 孔隙水壓力對(duì)強(qiáng)度的影響 ? 用有效應(yīng)力表示的強(qiáng)度 ? ?? ? ?f c u tg= ? ? ? ?? ? ?f c tg= ? ? ? ?u?=? ??? 有效應(yīng)力圓的圓心坐標(biāo)與半徑的計(jì)算公式表明，有效應(yīng)力圓的圓心與總應(yīng)力圓的圓心之差為破壞時(shí)的孔隙水壓力，有效應(yīng)力圓的半徑與總應(yīng)力圓相同。由于理解上的誤區(qū)和一些規(guī)范的規(guī)定不合適，引起了人們認(rèn)識(shí)上的混亂，用飽和土的試驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定非飽和土的抗剪強(qiáng)度，這怎么能夠得到符合實(shí)際的指標(biāo)呢？ 非飽和土的抗剪強(qiáng)度公式 bfwafaff uuuc ???? t a n)(t a n)( ??????= 式中 c ? －有效粘聚力； fafu )( ?? －破壞面上的凈法向應(yīng)力； afu －破壞面上的孔隙氣壓力； ? ? －與凈法向應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)的內(nèi)摩擦角； fwa uu )( ? －破壞面上的基質(zhì)吸力； b? －表示抗剪強(qiáng)度隨基質(zhì)吸力而增加的速率。 按照試驗(yàn)的要求 ， 可以選用不同進(jìn)氣值規(guī)格的陶瓷板 ， 在國(guó)外這種陶瓷板都有專門的生產(chǎn) 。有些試驗(yàn)的名稱雖然和飽和土的試驗(yàn)名稱一樣，但是實(shí)際發(fā)生的物理過(guò)程是不同的，例如非飽和土固結(jié)的過(guò)程與飽和土不同，它包括了孔隙水與孔隙氣的外排，也包括氣體部分的溶解與水或者水中氣泡的逸出。 收縮膜上方的空氣壓力與收縮膜下面的水壓之間的差值定義為基質(zhì)吸力 。不知道是否合理。 ? 破壞應(yīng)力圓的半徑 ? 主應(yīng)力差加小主應(yīng)力就得到大主應(yīng)力 ?1。 ? 固結(jié)不排水試驗(yàn)得出的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)用 ccu、 ?cu 表示。 圓柱形的土樣用橡皮膜包裹密封后置于壓力室內(nèi) ， 由周圍壓力系統(tǒng)通過(guò)壓力水對(duì)土樣施加周圍壓力 ?3， 由軸向加壓設(shè)備通過(guò)量力環(huán) 、 活塞桿對(duì)土樣施加軸向的偏應(yīng)力 （ ?1?3） ，在忽略土樣帽與土樣之間摩擦力的條件下 ， 周圍壓力 ?3即為小主應(yīng)力 ， 偏應(yīng)力與周圍壓力之和 ?3 +(?1?3)即為大主應(yīng)力 ?1 。 ，粘聚力為 20kPa， 承受大主應(yīng)力和小主應(yīng)力分別為 450kPa和 150kPa ? 如果用圖解法，則同樣會(huì)得到摩爾應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線相切的結(jié)果。 三軸試驗(yàn) ? 三軸試驗(yàn)的土樣是在軸對(duì)稱應(yīng)力條件下剪切的，圓柱形土樣側(cè)面作用著小主應(yīng)力 ?3 ， 頂面和底面作用著大主應(yīng)力 ?1 ， 大、小主應(yīng)力可以根據(jù)試驗(yàn)要求控制其大小和變化。 人為規(guī)定了剪切面 ? 直剪試驗(yàn)時(shí)土樣的 剪切面是人為規(guī)定的 。 直剪試驗(yàn)排水控制措施 豎向壓力 剪應(yīng)力 結(jié)果 快剪 不用透水板 立即剪切 快速 固結(jié)快剪 用透水板 快速 剪切時(shí)透水途徑通暢 慢剪 用透水板 慢速 直剪儀不能有效地控制排水 ? 直剪儀中的土樣無(wú)法封閉，無(wú)論土樣承受法向應(yīng)力或剪應(yīng)力，無(wú)論剪切速度多快，孔隙水總會(huì)沿著土樣和環(huán)刀之間的縫隙流失，無(wú)法測(cè)定不排水條件下的強(qiáng)度，使快剪試驗(yàn)的結(jié)果特別離散，而且 內(nèi)摩擦角往往偏大，用于工程是偏于危險(xiǎn)的； 在 固結(jié)快剪試驗(yàn)中，剪切時(shí)的排水也使內(nèi)摩擦角偏大 ?？旒粼囼?yàn)得到的指標(biāo)用 cq 、 ?q表示。 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的測(cè)定方法 ? 在室內(nèi)試驗(yàn)中，可以用直剪試驗(yàn)或三軸試驗(yàn)來(lái)測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。在土力學(xué)中，采用摩爾 — 庫(kù)侖強(qiáng)度準(zhǔn)則，用內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力兩個(gè)指標(biāo)描述土的抗剪強(qiáng)度規(guī)律，即在土的破裂面上，抗剪強(qiáng)度隨法向應(yīng)力增長(zhǎng)的規(guī)律。 土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)原理與測(cè)定方法 ?抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的物理概念 ?直剪試驗(yàn)指標(biāo)的測(cè)定
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