第五章土的力学性质(压缩性和固结理论、抗剪性).pptVIP

第五章土的力学性质（mechanic properties);工程实例：修建新建筑物：引起原有建筑物开裂;高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除;建筑物立面高差过大;建筑物过长;意大利比萨斜塔 ;50多年来，主体建筑下沉最多之处约1.9米，地面高低落差40多厘米。由于地基严重下沉，房屋结构变形、裂缝随处可见，建筑物内外连接的水、电管道断裂。;（墨西哥城）;;;;;5.1土压缩性概述 (compression properties);土的压缩性—在压力的作用下土体体积缩小的特性;一、室内压缩试验及压缩性指标 1. 土的压缩性测试方法 2 .土的压缩性及其指标 二、饱和土中的有效应力(effective stress) 三、土的前期固结压力(pre-consolidation pressure) ;一、土的压缩性测试及压缩性指标;土变形的物理机制（原因）; ;一）、e - p曲线;压缩系数，KPa-1，MPa-1 ;称为压缩系数，KPa-1;单向压缩试验的各种参数的关系;e - lgP曲线;二）、原始压缩曲线、回弹曲线及再压缩曲线;1.土样试验成果如下，计算a1-2和Es1-2，并评价土的压缩性（土样1e0=0.8, 土样2e0=0.9 ）。;载荷试验：无侧限的原位试验（模拟实际受力、精度高） 1.方法：在试坑中用承压板直接对测试土层加压 设备主要部分：承压板规格、记录变形系统、加压系统（油压） 按深度：浅层试坑载荷试验、深层钻孔载荷试验 2.载荷试验P-S曲线形态（p83） oa:压密变形阶段，压力与s成直线关系，土粒发生铅直方向压密，土呈弹性变形。(compaction) ab:剪切变形段，压力超过pa，土在继续压密同时局部地区发生剪切变形，随p增大，剪切变形增大。 完全破坏阶段：p超过某临界值(critical value)时（ pb ），剪切变形形成连续滑动面，导致一部分土体相对另一部分土体滑动。 ;临塑荷载pa:由压密变形阶段过渡到剪切变形阶段的临界压力。Critical edge pressure 临界荷载pb:由剪切变形阶段过渡到完全破坏阶段的临界压力。 Critical load 3.载荷试验成果应用 用来测定地基土允许承载力； 用来确定土的变形模量： ;广义虎克定律： 泊松比：0.3~0.4，饱和土在不排水条件下接近0.5;结合有效应力原理讲述土压缩的过程 粗粒土、细粒土 主固结 次固结;三、 饱和土有效应力原理;1.饱和土中的应力形态;2.饱??土的有效应力原理;自重应力情况 （侧限应变条件） ;自重应力情况(overburden stress);海洋土;毛细饱和区; 1.弹性变形与残余变形 弹性变形：卸荷后可以恢复的变形 残余变形：卸荷后不可恢复的变形 弹性变形原因 残余变形原因 天然沉积土，原状土，扰动土; 2、前期固结压力：在历史上曾受到过的最大固结压力。 固结状态 Pc=P0 ，正常固结 (normal consolidation soil) PcP0， 超固结(over consolidation soil) PcP0， 欠固结(under-consolidation soil) 超固结比(OCR ):前期固结压力与目前所受上覆土层的自重压力之比以OCR表示。 ;卡萨格兰德图解法求前期固结压力;五、压缩性影响因素 土压缩变形量的大小：土的密实度（n、e）、土的连结力、土的内摩擦力； 压缩过程快慢：受K的影响，K大，透水性强，过程快； ;可溶盐：固体时有胶结—压缩性低 溶解时破坏连接，孔隙增大，压缩高 2.粗粒土：粒愈粗大，表面越粗糙，压缩阻力大，压缩量小而压缩过程快。 （二）含水量 1.细粒土：w和IL反映土的连结力，随着w和IL的增大，连结力减弱，土粒间距离增大，压缩量大，过程慢。 2.粗粒土：压缩时起润滑剂的作用，增大变形量。 （三）密度 （四）结构状态 （五）构造特征 （六）受力历史 （七）增荷率和加荷速度 （八）动载荷;5.2 土的抗剪性;加拿大特朗斯康谷仓;地基土可能的滑动方向;;;基坑坍塌;基坑坍塌;垮塌的护坡挡墙;发生坍塌的缘故？;§ 1、概述 § 2、土抗剪强度理论 § 3、土的抗剪强度指标测定 ;土工结构物或地基;1.碎散性：强度不是颗粒矿物本身的强度，而是颗粒间相互作用—主要是抗剪强度与剪切破坏，颗粒间粘聚力与摩擦力； 2.三相体系：三相承受与传递荷载—有效应力原理； 3.自然变异性：土的强度的结构性与复杂性。;基坑支护;平移滑动;地基 (groundwork);一、直剪试验和库仑公式 二、土强度