土的工程性質與分類(1)(參考版)
2024-09-03 09:01本頁面
【正文】 ? 初始孔隙比越小，抗剪強度越高 ? 同一種砂土在相同的孔隙比下飽和時的內摩擦角比干燥時小 后來，根據 粘性土 剪切試驗 ? ?f ? 粘土 cf ?? ??? t a nc:土的粘聚力 ?:土的內摩擦角 ? 摩擦力 的兩個來源 ： 剪切面土粒間表面的粗糙所產生的摩擦 ： 土粒間互相嵌入所產生的咬合力 ? 粘聚力： 由土粒之間的膠結作用和電分子引力等因素形成 ? 抗剪強度影響因素 摩擦力： 剪切面上的法向總應力、土的初始密度、土粒級配、土粒形狀以及表面粗糙程度 粘聚力： 土中礦物成分、粘粒含量、含水量以及土的結構 。 庫侖定律 1776年，庫侖根據 砂土 剪切試驗 ? ?f ? 砂土 庫侖定律： 土的抗剪強度是剪切面上的法向總應力 ? 的線性函數 ??? ta n?f砂性土的剪切性狀 ? 砂土的抗剪強度受密度、顆粒形狀、表面粗糙度和級配的影響。 原位十字板剪切試驗 ? 原位十字板剪切試驗是一種利用十字板剪切儀在現場測定土的抗剪強度的方法。 ? 三軸試驗根據試樣的固結和排水條件不同，可分為不固結不排水剪（ UU）、固結不排水剪（ CU）、固結排水剪（ CD）。 確定強度指標的試驗 ? 測定土抗剪強度指標的試驗稱為剪切試驗 ? 按照常用的試驗儀器將剪切試驗分為 直接剪切試驗 三軸壓縮試驗 無側限抗壓強度試驗 十字板剪切試驗 ? 近似模擬 直接剪切試驗 在直剪試驗過程中，不能量測孔隙水應力，也不能控制排水，所以只能以總應力法來表示土的抗剪強度。 美國紐約某水泥倉庫： 是近代世界上最嚴重的建筑物破壞之一 位于紐約漢森河旁 1940年水泥倉庫裝載水泥，使粘性土超載，引起地基土剪切破壞而滑動。擋土墻、地下結構等的周圍土體，它的強度破壞將造成對墻體過大的側向土壓力，以至可能導致這些工程構筑物發(fā)生滑動、傾覆等破壞事故。如土壩、路堤等填方邊坡、天然土坡等的穩(wěn)定性。 土的破壞主要是由于剪切引起的，剪切破壞是土體破壞的重要特點。 變形模量與壓縮模量之間關系 sEE ??0其中 ???－－＝ 121 2土的泊松比，一般 0～ 之間 ? 土的破壞主要是由于剪切引起的，剪切破壞是土體破壞的重要特點 ? 工程實踐中與土的抗剪強度有關的工程主要有以下3類 （ 1）穩(wěn)定性問題 （ 2）土壓力問題 （ 3）地基的承載力問題 滑動面的產生是由于滑動面上的剪應力達到土的抗剪強度 抗剪強度即土體對于外荷載所產生的剪應力的極限抵抗能力。 ep曲線 研究土在不同壓力作用下，孔隙比變化規(guī)律 H 0 H 0/(1+e 0) Vv＝ e0 Vs＝ 1 p H 1 H 1/(1+e) s Vv＝ e Vs＝ 1 土樣在壓縮前后變形量為 s， 整個過程中土粒體積和底面積不變 土粒高度在受壓前后不變 其中 eHeH??? 11100 )1( 000 eHsee ???1)1(000 ???? ws wGe ＝根據不同壓力 p作用下，達到穩(wěn)定的孔隙比 e， 繪制 ep曲線，為壓縮曲線 整理 e p 曲線 A 曲線 B 曲線 A壓縮性 ＞ 曲線 B壓縮性 e0 e p ep曲線 ep曲線越陡，土的壓縮性越高 ep曲線越平緩， 土的壓縮性越低 elogp曲線 ? 在較高的壓力范圍內，壓縮曲線近似為一直線，很明顯，該直線越陡，意味著土的壓縮性越高。 ? 由于試樣不可能產生側向變形而只有豎向壓縮。 ? 為了研究土的壓縮特性，通常需要進行試驗 室內固結試驗 現場原位試驗（荷載試驗、旁壓試驗） 壓縮試驗 ? 研究土的壓縮性大小及其特征的室內試驗方法，亦稱固結試驗 壓縮儀示意圖 剛性護環(huán) 加壓活塞 透水石 環(huán)刀 底座 透水石 土樣 荷載 注意： 土樣在豎直壓力作用下，由于環(huán)刀和剛性護環(huán)的限制，只產生豎向壓縮，不產生側向變形 ? 用環(huán)刀切取扁園柱體，一般高 2厘米，直徑應于高度 2． 5倍，面積為30cm2或 50 cm2,試樣連同環(huán)刀一起裝入護環(huán)內，上下有透水石以便試樣在壓力作用下排水。 ? 主固結與主固結沉降 在荷載作用下飽和土體中孔隙水的排除導致土體體積隨時間逐漸減小，有效應力逐漸增加，這一過程稱為 主固結 隨著時間的增加，孔隙水應力逐漸消散，有效應力逐漸增加并最終達到一個穩(wěn)定值，此時孔隙水應力消散為零，主固結沉降完成，這一過程所產生的沉降為 主固結沉降。 已知砂樣最密實狀態(tài)時稱得干砂質量ms1=,最疏松狀態(tài)時稱得干砂質量 ms2=， 其體積V=1000cm3。含水量大于液限只是意味著：若土的結構遭到破壞，它將轉變?yōu)檎硿酀{。 液性指數是粘性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數的比值。一般地，塑性指數越高，土的粘粒含量越高，所以常常用作粘性土的分類指標 PLpI ?? ??液性指數 PPPLPL IwwwwwwI ?????粘性土即使具有相同的含水量 ， 也未必處于同樣的狀態(tài) ，與無粘性土的相對密實度相似 ， 粘性土的狀態(tài)用液性指數來判別 。塑性指數越大，可塑狀態(tài)含水量變化范圍也大。使碟上升 1cm后再下落，下落 25次后，如土槽合攏長度為 13mm，這時土樣的含水量即為液限。 塑
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