土的剪胀性.docVIP

论土的剪胀性 魏沃龙 南京水利科学研究所， , 在排水和不排水条件下的剪胀性指标可分别用剪胀比和孔隙压力系数表示；在饱和土中，。 。, 一般认为土体的体积变形规律可以用著名的所谓水容量原理加以表征：。, 早在本世纪三十年代中, 卡窿格兰德、雅鲁波尔斯基、于根生、卞松、伏斯列夫和伦陀列克等人已在试验中发现, 土不同于一般的弹性材料，它不仅在筒单压缩条件下发生压密，而且在剪切作用（纯剪或单剪）下也会产生体积变化。, 它是土的体积变形中的一个十分重要的特性。, 最早考虑剪胀性影响的是伦陀列克和卡蔽格兰德。 。 , 也决定于主应力之差或主应力之比————偏应力。 , 提出了所谓临界孔隙比的概念。 。 。 , 实际上是到了1948 年以后才逐渐引起人们注意的。 。, 近年来对此问题的研究日益深入, 已经有人开始全面地考虑了包括剪胀性在内的土的变形性质的各种特点, 而综合地研究土的应力应变关系，例如沈珠江、星野、扭马克（N.M.Newmark）、史密特和克劳斯钠等。 , 曾就某些问题与沈珠江、盛崇文两同志进行尉渝, 初稿完成后, 又蒙他们详加校阅, 提出不少宝贵的意兄, 灌此豁榭。 二、土的剪胀性的机理及其影响因素 正确地说, 剪胀性是存在于一切材料中的现象。 , 施加剪应力的直接的和主要的后果是产生形状变化, 体积变化只是其间接的和次要的拮果, 在剪应变较小的弹性体中往往可以忽略不计, 只有在大变形时才必须加以考虑。因此, 应该认为，土与弹性体等一般材料的不同不在于它具有剪胀性, 而在于其剪胀性有着某些特点： , 它比其他林料中更为显著, 剪应力引起的体积变化往往可能与压应力引起的数值属于同一阶； 其次, 土中不但可能呈现正的剪胀性（体积增大）， ,, 并且想据此否定土中出现负剪胀性的可能性。 , 克劳斯钠指出, 引起体积变化的剪应力的二阶效应与剪应力张量的平方成正比， 是正的还是负的, 剪胀效应应该始终是正的, 即始终表现为体积增大。 。, 即认为是由于在试验中（例如在常观的三轴压缩试验）中，。, 剪胀性与剪应力的平方成正比, 只说明它与剪应力的方向无关。 , 体积发生膨胀或压缩应决定于剪胀模量的数值是正的还是负的。 , 土中的确可能出现负剪胀性。, 总的说来, 土的剪胀性是由其结构性引起的, 它主要是由于土粒在剪应力作用下重新排列而引起的塑性体积变化或变化趋势。, 我们把它分成由下列效应引起的几个粗成部分： 。 。, 剪切时颗粒互相干扰, 为了产生相对的剪切位移, 颗粒必须相互翻越或抬起这是土中产生正的剪胀性的主要原因, 泰勒曾用它解释紧砂中的剪胀现象但是单凭这种作用当然不能解释剪胀性的全部影响。 , 它无法解释土中出现的负剪胀性；其次, 郎使对于毫无结构联系的铅粒, 这样计算得出的剪胀量也大于实际观测到的数值, 这是因为没有计及可能引起负剪胀性的其他因素的相反作用所致 2．颗粒在外力下的相对滑动大部分是不可逆的, 这是土中体积变化不是完全弹性的椽故。 , 土体中有些颗粒的接触点上的剪力增大, 因而彼此相对滑动；有些颗粒的接触点上的剪力减小, 但相对位置基本不变。 。。。 , 一个主应力增加使土体发生的体积喊小量比另一个主应力减少相同数植所引起的体积增量为大,故土体的总体积械小。 , 它曾在所谓理论或类似的理渝中加以考虑。 , 这个因素显然不能概括全部的负剪胀性。 , 根据上述这些理论计算出的剪应力下的附加压缩量往往只及实测数值的一半以下。, 主要系指粘土的片状颗粒及其平行取向所形成的各向异性。 , 即使在弹性体中, 各向异性也会引起显著的剪胀性。 , 与上述塑性的体积变化所引起的剪胀性的机理相仿。 , 对子相反方向的剪应力, 体积变化的数量不同, 甚至符号也相反。, 它起着加张或削弱上述那部分剪胀性的作用。 。 , 一般都处于欠压密状态, 土骨架不稳定, 一旦受到剪切扰动而破坏了颗粒间的刚性结构联系, 土体将被已有的法向应力进一步压密。。 , 在过压密的或预先期压密的土中, 拮构扰动可能消除内应力而使土体稍有膨胀。 。 , 这四种效应互有消长。, 在灵敏粘土中, 剪胀性（负）的，, 则主要是颗粒的咬合作用。 , 甚至在紧砂中, 开始剪切时也可能发现其体积稍有压缩的趋势。,颗粒的咬合作用（宏观糙度），, 主要是由产生负剪胀性的其他效应起作用。 , 咬合作用逐渐占优势, 致使紧砂在接近破坏时发生剧烈的膨胀。, 以及根据现有的试验资料, 可以认为, 影响土的剪胀性的主要因素有两个： 。 , 按照临界孔隙比概念, 很早就已明确, 孔隙比是影响其剪胀性的主要因素, 在剪应力作用下, 紧砂（小于临界孔隙比）剪胀, 松砂（大于临界 孔隙比） 剪缩, 而与荷重历史关系不大。, 砂的剪胀性决定于其内摩阻角和剪应变, 与法向应力无关。