【文章內(nèi)容簡介】 1 ???????? ??=VVAAc11 ??= caAA總應力分析 chh?=1? 231 ?? ?231 ?? ?軸向應變 圓心坐標 莫爾圓半徑 有效應力分析 ? 有效應力 ? 孔隙水壓力對強度的影響 ? 用有效應力表示的強度 ? ?? ? ?f c u tg= ? ? ? ?? ? ?f c tg= ? ? ? ?u?=? ??? 有效應力圓的圓心坐標與半徑的計算公式表明，有效應力圓的圓心與總應力圓的圓心之差為破壞時的孔隙水壓力，有效應力圓的半徑與總應力圓相同。 ? ? ? ? ? ?1 3 1 3 1 32 2 2? ? ?=? ? ?= ? ?u uuf f f? ? ? ? ? ?1 3 1 3 1 32 2 2? ? ?=? ? ?=?u uf f? 有效大主應力 ? 有效小主應力 u?=? 11 ?? u?=? 33 ?? ? 有效主應力比 ? 初始孔隙水壓力系數(shù) ? 破壞時孔隙水壓力系數(shù) 33131 1??????????=?? 30?uB = )( 31 ?? ?= BuA ff 孔隙水壓力與應變的關系 有效主應力比與應變關系 應力路徑曲線 ? 有效內(nèi)摩擦角 ? 有效內(nèi)聚力 ?? t ans in 1?=? ? ?=?c o sdc 破壞點的取值標準 ? 以主應力差的峰值作為破壞點 ? 以有效主應力比的峰值作為破壞點 ? 以有效應力路徑的密集點為破壞點 ? 以軸向應變 15％時的主應力差為破壞點 正確使用不固結不排水抗剪強度 ? 不固結不排水強度是天然強度，不是強度指標； ? 不固結不排水強度是總強度，反映了某種狀態(tài)的結果； ? 無法反映土的抗剪強度隨法向應力變化的規(guī)律； ? 如何提供土層的代表性數(shù)值？ 正常壓密土層 ? 不固結不排水強度隨深度增長，不能提供平均值。 ?cu z ? 不適當?shù)氖褂貌还探Y不排水剪 ? 用以計算地基承載力，不能反映基礎埋置深度對承載力的影響； ? 用以計算土壓力，不能反映實際的情況。 固結不排水剪 不固結不排水剪 無側限抗壓強度試驗 ? 相當于周圍壓力為零的三軸不固結不排水剪試驗。 ? 靈敏度 2uuqC =uut qqS?=例 題 ? 1. 計算大主應力； ? 2. 計算有效的大、小主應力； ? 3. 分別計算總應力圓和有效應力圓的半徑和圓心坐標。 表 1 0 三軸試驗（測孔隙水壓力）資料 / kP a 土樣編號 1 2 3 土樣編號 1 2 3 ? 3 50 100 150 u f 23 40 67 ? ?? ?1 3?f 92 120 164 ? 3 ? = ? 3 － u f 27 60 83 ? 1 142 220 314 ?1 ? = ? 1 － u f 119 180 247 ? ?1 32? 96 160 232 ? ?1 32??? 73 120 165 ? ?1 32? 46 60 82 ? ?1 32??? 46 60 82 表 1 1 三軸試驗資料分析結果 粘聚力 / k P a 內(nèi)摩擦角 / ? 總應力強度指標 c cu = 1 0 ? cu = 1 8 有效應力強度指標 c ? = 6 ? ? = 2 7 抗剪強度指標的選取 規(guī)范 儀器 試驗方法 指標處理方法 建筑地基基礎設計規(guī)范 三軸 不固結不排水 c 、 ? 分別取標準值 港口工程地基規(guī)范 持久情況 短暫情況 直剪 三軸 固結 快剪 不固結不排水 考慮 c 、 ? 負相關的簡化相關法取平均值和標準差 上海地基基礎設計規(guī)范 直剪 固結快剪 峰值打七折 c 、 ? 分別取平均值 關于直剪和三軸儀的選用 ? 地基規(guī)范已經(jīng)廢除了直剪試驗 ? 勘察規(guī)范仍可有條件地使用 ? 三次規(guī)范修訂時對直剪和三軸的說法 ? 我國面前大面積推廣三軸的條件 ? 如何實現(xiàn)用三軸試驗完成剪切試驗？ ? 儀器條件－配備一定數(shù)量的設備 ? 技術和人員－具有一支技術隊伍 ? 技術要求－少而精 非飽和土抗剪強度試驗的問題 ? 先讓試樣飽和，然后再進行試驗，結果是硬塑至堅硬的土，其抗剪強度也很低（內(nèi)聚力 c小于 30kPa， 內(nèi)摩擦角 ?小于 10度）。不知道是否合理。 ? 2.《建筑地基基礎設計規(guī)范》 GB500072022要求土的剪切指標用三軸壓縮試驗中的不固結不排水試驗確定，對于非飽和土，在試驗前先進行飽和再試驗，其試驗結果還能代表實際地層的力學性質(zhì)嗎？ ? 3. 不飽和的土比如黃土又如何確定內(nèi)聚力 c 和 內(nèi)摩擦角 ? 呢？ ? ? 自然界的土不全部都是飽和土，但傳統(tǒng)的土力學卻是在飽和土的基礎上發(fā)展起來的，非飽和土的土力學還處在發(fā)展階段，非飽和土的試驗比飽和土更為復雜。由于理解上的誤區(qū)和一些規(guī)范的規(guī)定不合適，引起了人們認識上的混亂，用飽和土的試驗方法來測定非飽和土的抗剪強度，這怎么能夠得到符合實際的指標呢？ 非飽和土的抗剪強度公式 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力； afu －破壞面上的孔隙氣壓力； ? ? －與凈法向應力狀態(tài)有關的內(nèi)摩擦角； fwa uu )( ? －破壞面上的基質(zhì)吸力； b? －表示抗剪強度隨基質(zhì)吸力而增加的速率。 ? 當土接近飽和時 ， 基質(zhì)吸力趨向于零 ， 孔隙水壓力接近于孔隙氣壓力 ， 上式中的第 3項趨于零 ， 就變?yōu)轱柡屯恋目辜魪姸裙?。 ? 如果要得到上述公式中的 3個抗剪強度的參數(shù) ， 試驗時不僅需要量測孔隙水壓力 ， 而且還需要量測孔隙氣壓力 ，這在一般的常規(guī)三軸儀上是無法進行試驗的 ， 必須配備特殊的量測孔隙氣壓力的設備 。 ? 量測的關鍵裝置是高進氣值陶瓷板 ， 它具有許多均勻小孔 ， 能夠在空氣和水之間起隔膜作用 。陶瓷板用高嶺土焙燒制成 ， 一旦充水飽和 ， 由于收縮膜的阻擋 ， 空氣就不能通過陶瓷板 。 陶瓷板所以能夠阻擋空氣通過是因為收縮膜產(chǎn)生表面張力 。 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 。 陶瓷板能夠保持的最大基質(zhì)吸力值稱為它的進氣值 ，進氣值的大小與板的孔徑成反比 。 按照試驗的要求 ， 可以選用不同進氣值規(guī)格的陶瓷板 ， 在國外這種陶瓷板都有專門的生產(chǎn) 。 ? 進行非飽和土試驗時 ， 如果孔隙水壓力接近－ 1大氣壓 ， 將會遇到困難 。 此時 ，水將出現(xiàn)水蝕現(xiàn)象 ， 使量測系統(tǒng)中充滿氣體 ， 量測系統(tǒng)中的水會被迫進入土中 。為了避免出現(xiàn)這種情況 ， 通常采用軸平移技術 ， 將基準壓力平移 ， 使孔隙水壓力能以正的空氣壓力作為量測基準 。 圖 是采用軸平移技術在非飽和土試樣中量測孔隙水壓力的示意圖 。 ? 軸平移 202kPa ? 空氣通過高進氣值陶瓷板面擴散 ? 非飽和土的三軸試驗分為固結排水試驗、常含水量試驗、固結不排水試驗、不排