水運(yùn)試驗(yàn)檢測(cè)地基據(jù)大綱總結(jié).doc

水運(yùn)地基據(jù)大綱總結(jié)材料2010新大綱規(guī)定1.考試題型共有四種形式：?jiǎn)芜x題、判斷題、多選題和問(wèn)答題。多選題選項(xiàng)全部正確得滿分，選項(xiàng)部分正確按比例得分，出現(xiàn)錯(cuò)誤選項(xiàng)該題不得分。 2.地基與基礎(chǔ)考試包括：土工試驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)35%、土工試驗(yàn)25%、土工合成材料15%、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試25%。第一章土工基礎(chǔ)知識(shí)1、土的形成 我國(guó)的土大部分形成于第四紀(jì)或是新第三紀(jì)時(shí)期，按照地質(zhì)營(yíng)力和沉積條件可分為殘積土（風(fēng)化后在原處）和運(yùn)積土。當(dāng)土中有機(jī)質(zhì)含量大于5-10時(shí)會(huì)對(duì)工程產(chǎn)生不利影響。 巖石可分為：巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖2、土的組成 土由固相、液相和氣相三相部分組成。 固相：土由原生礦物（石英云母長(zhǎng)石等）和次生礦物（高嶺石蒙脫石等）組成，通過(guò)顆粒分析試驗(yàn)可以對(duì)土的級(jí)配進(jìn)行確定，級(jí)配好的土壓實(shí)度高、滲透性小、強(qiáng)度高。 液相：分為結(jié)合水（吸附在顆粒表面）和自由水兩種。 結(jié)合水：物理化學(xué)作用，對(duì)細(xì)粒土的影響大。自由水：分為毛細(xì)管水和重力水。毛細(xì)管水的作用是表面張力和重力。重力水可以傳遞動(dòng)水和靜水壓力，但不能承受剪力。含水率測(cè)得是兩者含量之和。 氣相：開(kāi)口和閉口氣泡。閉口氣泡使得土的滲透性減小，彈性增大，承載力降低，密度減小，變形緩慢。 3、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土的工程分類(lèi)規(guī)定: 采用粗細(xì)粒統(tǒng)一體系分類(lèi)法。工程用土主要是按照土的工程性質(zhì)（如粒徑、級(jí)配、塑性、有機(jī)質(zhì)/壓縮性等）進(jìn)行分類(lèi)。其中主要性質(zhì)有：（1）顆粒粒徑 工程上將相近粒徑的土合成一組叫粒組，其中大于0.075 mm的叫粗粒，其性質(zhì)主要取決于粒徑大小和級(jí)配。小于0.075 mm的叫細(xì)粒，其性質(zhì)主要取決于礦物組成。（2）塑性指數(shù)（Ip=Wl-Wp） 塑性指數(shù)相同，土的性質(zhì)不一定相同，因?yàn)殡S著液限的變化土的性質(zhì)變化也很大。 作為建筑地基的土，其分類(lèi)可見(jiàn)教材第6頁(yè)，要注意粒徑和塑性指數(shù)對(duì)土分類(lèi)的影響。如細(xì)粒土分類(lèi)的依據(jù)有粒徑、塑性指數(shù)、稠度。港口工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JTJ240-97）規(guī)定：按顆粒級(jí)配或塑性指數(shù)分為碎石土、砂土、粉土和粘性土碎石土按照大于2mm粒徑進(jìn)行再分類(lèi)砂土按照小于2mm粒徑進(jìn)行再分類(lèi)，用Cc、Cu表示組成特征（顆粒級(jí)配），密實(shí)度可由標(biāo)貫擊數(shù)判定。 粉土按照大于0.075mm粒徑和粘粒含量以及塑性指數(shù)（小于10）進(jìn)行再分類(lèi)。（凍脹最嚴(yán)重）粘性土按照小于0.075mm粒徑以及塑性指數(shù)（大于10）進(jìn)行再分類(lèi)。天然含水率大于液限，天然孔隙比大于1.0的粘性土為淤泥性土填土由人類(lèi)活動(dòng)堆積的土塑性圖（細(xì)粒土分類(lèi)）：液限為橫坐標(biāo)，塑性指數(shù)為縱坐標(biāo)。有機(jī)土的測(cè)定: (1)有機(jī)質(zhì)呈黑色、青黑色或暗色，有臭味，彈性和海綿感。（2）將試樣放在105-110烘箱中，如試樣的液限小于烘前的液限1/3時(shí)，試樣為有機(jī)質(zhì)。 需要說(shuō)明的是：各種分類(lèi)法中沒(méi)有軟土、凍土、鹽漬土的稱(chēng)謂，也沒(méi)有有機(jī)土、砂、石料等。4、土的結(jié)構(gòu) 土粒可分為三種類(lèi)型：?jiǎn)瘟＝Y(jié)構(gòu)：在動(dòng)力作用下易液化，如粉土。絮凝結(jié)構(gòu)：孔隙大，對(duì)擾動(dòng)敏感。片堆結(jié)構(gòu)：各向異性。5、土的物理性質(zhì)指標(biāo) 是最基本的工程特征，是衡量土的工程性質(zhì)的關(guān)鍵。（1）三相指標(biāo)：必須明確字母含義，m、V分別表示質(zhì)量和體積；a、W、s、v分別表示空氣(air)、水(water)、土粒(soil)、孔隙(volume)。必須清楚指標(biāo)試驗(yàn)指標(biāo)（天然密度、含水率W、土粒比重Gs）和換算間接指標(biāo)的含義和計(jì)算過(guò)程。（可利用三相圖輔助計(jì)算）三項(xiàng)基本物理指標(biāo)：天然密度、含水率、相對(duì)密度。干密度不屬于試驗(yàn)指標(biāo)。密度1）天然密度：總質(zhì)量與總體積之比。2）飽和密度sat：孔隙全為土水的質(zhì)量與總體積之比3）浮密度：土粒質(zhì)量與同體積的水質(zhì)量之差與總體積之比（飽和密度1）4）干密度d：土粒質(zhì)量與總體積之比，是填土施工的控制指標(biāo)。 飽和密度天然密度干密度浮密度5）含水率w：水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比。6）土粒比重Gs：土粒質(zhì)量與同體積4攝氏度水的質(zhì)量之比，數(shù)值上等于土粒密度。7）孔隙比e：孔隙體積與土粒體積之比（e=Gs/d1=土粒比重/干密度1）8）孔隙率n：孔隙體積與總體積之比(n=e/(1+e)9）飽和度Sr：水體積與孔隙體積之比.(含水率小并不意味著飽和度小)注意：孔隙體積充水的孔隙和未充水孔隙體積 土的空隙體積為零不能說(shuō)明土的密度最大。不同土樣（甲、乙）含水率與飽和度沒(méi)有關(guān)系。（2）無(wú)粘性土的相對(duì)密度 其性質(zhì)主要取決于粒徑、級(jí)配。用相對(duì)密度來(lái)表示土的狀態(tài)，掌握兩個(gè)計(jì)算公式（P5）并判斷土的相對(duì)密度。干密度計(jì)算公式：d=/(1+W) 疏松土：0,1/3中密土：(1/3,2/3密實(shí)土：(2/3,1 （3）粘性土的稠度三個(gè)界限含水量：液限、塑限、縮限。 土從液限到縮限體積是不斷減小的，縮限以后不再改變。 根據(jù)三個(gè)界限求得的指數(shù)為：塑性指數(shù)和液性指數(shù)。 塑性指數(shù)：Ip=WL-Wp，用整數(shù)表示（如15），可用來(lái)判別粘性土的分類(lèi)。其值越大表示越具有高塑性，粘粒含量越多。 液性指數(shù)： IL=(W-Wp)/ Ip 可判別粘性土狀態(tài)。堅(jiān)硬：IL 0; 可塑：01.0 含水率與軟硬程度無(wú)關(guān)。6、土中水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（1）水的毛細(xì)作用主要存在于0.0020.5mm的孔隙中，如細(xì)砂土、粉土、濕砂中。濕砂土表現(xiàn)出的假粘聚力濕由于毛細(xì)壓力形成的，不同于粘性土的粘聚力。 達(dá)西定律(V=ki)：認(rèn)為滲透屬于層流，一般只適用于砂性土。對(duì)于粘性土由于存在結(jié)合水的粘滯作用，需要加入起始水力坡降進(jìn)行修正( V=k (i-io) )。 （3）滲透力是滲透水流作用于土體上的拖拽力，與水力坡降成正比。當(dāng)滲透力向上時(shí)，常常造成流砂、管涌等危害。（4）凍土現(xiàn)象主要是指土體凍結(jié)時(shí)地面膨脹的凍脹現(xiàn)象和融化后土體強(qiáng)度急劇降低的凍融問(wèn)題。 例題1 已知土樣體積V37.5，濕土重Mo0.6711N，烘干后重M0.4915N，比重Gs=2.68，計(jì)算孔隙比和飽和度。 解：公式：e= Gs/d1；d/（1W）; W=M水/M干土； Sr=V水/V孔隙；GsM干土/V土粒；可求得：(1)W=M水/M干土（0.67110.4915）/0.4915=36.5%d/（1W）=67.11/37.5(1+0. 365)=1.311e= Gs/d1=2.68/1.311-1=1.04(2) V水=67.21-49.25=17.96V土粒M干土/Gs =49.15/2.69=18.27V孔隙V- V土粒=38.4-18.27=20.13Sr=V水/V孔隙=17.96/20.13=89.22%例題2 某細(xì)粒濕土質(zhì)量為190g，烘干后為145g，土樣液限為36，塑限為18，則求土塑性指數(shù)、液性指數(shù)、狀態(tài)并命名。解：（1）塑性指數(shù)Ip=36%-18%=18 命名為粘土。（2）液性指數(shù) 含水率W =(190-145)/145=31.03% Il=(W-Wp)/ Ip=(31.03%-18%)/18%=0.72 為可塑狀態(tài)。 1、某1.5m3的土樣，重度為17.5KN/m3，含水率30，土粒重度27KN/m3，則土粒體積為多少？(0.748 m3)2、若土樣孔隙體積為土粒體積的0.95倍，若土樣孔隙為水充滿時(shí)（若土粒重度為27KN/m3），土樣重度為多少? (13.8 KN/m3)3、土樣含水率15，干重度16KN/m3，孔隙率0.35，天然重度10KN/m3，求飽和度。（68.5）4、土的天然密度為1.7g/cm3，含水率22.2，土粒比重2.72 7g/cm3，求孔隙比，孔隙率，飽和度。（0.96，49，62.9）5、含水率為4的濕砂100kg，其中水的重量 多少？7、土樣和試樣制備 為保證試驗(yàn)成果的可靠性，要統(tǒng)一土樣試樣的制備方法和程序。試樣質(zhì)量不是越大越好。 一般試驗(yàn)適用于粒徑小于60mm的擾動(dòng)土，并以含水率和密度作為控制指標(biāo)。 原狀土：用鐵皮筒或取土器（直徑大于100mm）取土。 擾動(dòng)土：用四分法取樣。（1）原狀土試樣制備注意：環(huán)刀內(nèi)壁涂凡士林；環(huán)刀下壓方向與天然土層方向一致；余土進(jìn)行含水量測(cè)定。（2）擾動(dòng)土試樣制備1）碾壓過(guò)篩加水浸潤(rùn)一晝夜備用： 物理性質(zhì)試驗(yàn)（液塑縮限）過(guò)0.5mm； 水理及力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)（如直剪無(wú)側(cè)限）過(guò)2mm： 擊實(shí)試驗(yàn)過(guò)5mm。2）試樣制備： 擊樣法就是根據(jù)環(huán)刀體積算出所需土樣數(shù)量，用單層或三層法擊實(shí)。 壓樣法就是用靜力壓到所需密度，粘性土壓時(shí)最好有排氣孔和透水石。 兩種方法對(duì)力學(xué)性質(zhì)有一定的影響。 （3）試樣飽和1）浸水飽和法：砂性土2）毛細(xì)管飽和法：滲透系數(shù)大于10-4cm/s的土，注意兩端放濾紙和透水石，水面不要淹沒(méi)試樣，時(shí)間不少于2晝夜。3）抽氣飽和法：滲透系數(shù)小于等于10-4cm/s的土（粘性土），需要凡士林密封，粘性土需靜置10小時(shí)，飽和度不應(yīng)低于95。 需要掌握試樣加水量的計(jì)算（P23） 第二章 含水量及界限含水量試驗(yàn)土工試驗(yàn)分為室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。 含水量是施工質(zhì)量控制的重要依據(jù)，界限含水量可用來(lái)計(jì)算塑性指數(shù)和液性指數(shù)，也是粘性土分類(lèi)和估計(jì)地基承載力的依據(jù)?？梢耘袛嗤馏w狀態(tài)和塑性范圍。1、含水量試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟）（1）烘干法設(shè)備：烘箱、天平（感量0.01g）、干燥器數(shù)量：1530克，砂土稍多些。溫度：105110，有機(jī)土（含量大于5）在6570度烘干，結(jié)果一般比實(shí)際偏大。時(shí)間：粘性土大于8小時(shí)，砂土大于6小時(shí)。烘干后放入干燥器冷卻。 （2）酒精法 適用于現(xiàn)場(chǎng)。燃燒3次。結(jié)果略低于烘干法。 試驗(yàn)結(jié)果精確到0.1（如15.2） 測(cè)定原狀土樣的物理力學(xué)指標(biāo)時(shí)，含水率可用重塑土樣的含水率。2、界限含水量試驗(yàn) 界限含水量是土的固有指標(biāo)與環(huán)境無(wú)關(guān)。（1）平衡錐式液限儀法 使錐體在15秒入土10mm時(shí)就是土的液限。否則需要加水或吹干后再試驗(yàn)。（2）液塑限聯(lián)合測(cè)定法 理論依據(jù)：根據(jù)極限平衡理論，當(dāng)圓錐角為30度時(shí)，圓錐入土深度與含水量在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上呈直線關(guān)系。試驗(yàn)時(shí)使的錐體在5秒時(shí)分別下降3、17毫米左右（太大或太小時(shí)制樣困難），然后再控制幾組在317毫米之間，然后將數(shù)據(jù)繪制在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上，查找17和2毫米所對(duì)應(yīng)的含水量就是土體的液限和塑限。 土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)和公路土工試驗(yàn)規(guī)程分別采用76克和100克的錐入土。（3）滾搓法 當(dāng)滾搓到3毫米直徑斷裂時(shí)，含水量就是塑限（不是含水率）。注意土體的斷裂是水分減少的結(jié)果，而不是用力過(guò)大或土條太長(zhǎng)的原因，其準(zhǔn)確度取決于操作者的經(jīng)驗(yàn)。搓成條狀不斷裂的土塑性越高。 4、成果應(yīng)用（1）我國(guó) 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002 用塑性指數(shù)劃分細(xì)粒土。（Ip17為粘土，10 Ip 17為粉質(zhì)粘土）（2）用液性指數(shù)判別粘土的狀態(tài)。（堅(jiān)硬：IL 0; 可塑：01.0） 第三章 密度和比重試驗(yàn)方法主要有：環(huán)刀法（細(xì)粒土）、蠟封法（堅(jiān)硬易碎）、灌砂法和灌水法（砂礫石野外適用）。（1）環(huán)刀法 一般選用體積為60立方厘米的環(huán)刀，施工現(xiàn)場(chǎng)檢查壓實(shí)度時(shí)用的較大些；環(huán)刀壁越薄越好； 試驗(yàn)時(shí)先做比環(huán)刀內(nèi)徑大的土柱，再壓入環(huán)刀。（2）蠟封法 適用于易破碎和不規(guī)則的土（去掉松、浮和棱角土）。 用蠟封法封閉土體測(cè)土體體積。蠟的溫度剛過(guò)熔點(diǎn)，不要出現(xiàn)氣泡，試樣要緩慢放入。所用水的密度隨溫度變化，因此要測(cè)水溫。 （3）灌砂法（注意標(biāo)準(zhǔn)砂密度測(cè)定步驟） 適用于粒徑小于15mm的試樣。在試坑中灌入標(biāo)準(zhǔn)砂，然后求得土的密度。試坑尺寸必須與試樣顆粒粒徑相一致（P36）。開(kāi)挖試坑時(shí)必須將松動(dòng)的土全部取出，否則結(jié)果偏高?？梢允褂锰篆h(huán)減少試坑表面不平帶來(lái)的誤差。灌砂過(guò)程中切忌不要震動(dòng)。 現(xiàn)場(chǎng)密度的測(cè)定方法主要有灌砂法、環(huán)刀法、核子密度儀法、鉆芯法四種。 2、比重試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟） 比重是土粒在105110度下烘干后與同體積4度純水質(zhì)量之比。數(shù)值上等于土粒密度。可以消除加速度帶來(lái)的影響，是無(wú)量綱量。主要用來(lái)計(jì)算孔隙比和進(jìn)行分類(lèi)。方法有：比重瓶法、浮稱(chēng)法、虹吸筒法。 (1)比重瓶法 適用于粒徑小于5mm的土。 用砂浴煮沸是為了去掉土中的空氣，砂和低液限粘土大于30分鐘，高液限粘土不少于60分鐘。（2）浮稱(chēng)法 適用于粒徑大于等于5mm，且粒徑為20mm的質(zhì)量應(yīng)小于總質(zhì)量的10。 試樣要洗凈浸水1晝夜，然后放入籃中搖動(dòng)排除空氣。（3）虹吸筒法 適用于粒徑大于等于5mm，且粒徑為20mm的質(zhì)量應(yīng)大于等于總質(zhì)量的10。 試樣要洗凈浸水1晝夜后晾干。注意事項(xiàng)： 對(duì)于有可溶性鹽或有機(jī)質(zhì)的土樣，可用中性液體代替純水，用真空抽氣代替煮沸法。3、砂的相對(duì)密度試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟） 僅僅用密度（孔隙比）不能完全說(shuō)明砂土的狀態(tài)，只有相對(duì)密度才能解釋砂的緊密程度。（1）最大干密度試驗(yàn)（最小孔隙比） 用振動(dòng)錘擊法進(jìn)行。 分三次倒試樣進(jìn)行錘擊，每次錘擊高度應(yīng)該相同，水平振擊時(shí)擊數(shù)也應(yīng)該相同。 計(jì)算最小孔隙比：emin=Gs/dmax(2) 最小干密度試驗(yàn)（最大孔隙比） 用漏斗法。 使砂從漏斗口離砂面12厘米，緩慢流入量筒中，然后倒轉(zhuǎn)量筒幾次，取的最小干密度。 計(jì)算最大孔隙比：emax=Gs/dmin注意事項(xiàng)：（1）測(cè)最大干密度時(shí)用最優(yōu)含水率的砂樣。測(cè)最小干密度試驗(yàn)用干試樣。（2）容器內(nèi)徑對(duì)結(jié)果有影響，內(nèi)徑越大，測(cè)得的干密度越大。 第四章 顆粒分析試驗(yàn) 顆粒分析是測(cè)定土中各不同粒徑的粒組質(zhì)量占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)的方法。是各粒組的相對(duì)百分比含量。可以對(duì)土進(jìn)行分類(lèi)，判斷工程性質(zhì)。 試驗(yàn)成果可以畫(huà)成粒徑分布曲線。橫坐標(biāo)為粒徑的對(duì)數(shù)值，縱坐標(biāo)為小于某粒徑的土粒含量占總量的比例，曲線平緩說(shuō)明：粒徑相差大，級(jí)配好，易于壓實(shí)。由此可計(jì)算某以粒徑組的含量。砂土從曲線上可以計(jì)算兩個(gè)有用的指標(biāo)。不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc（P45）。 Cud60/d10（反映土粒分布范圍） Ccd302/d10 d60 （反映土粒分布形狀）d10、d30、d60小于某粒徑的土粒含量分別為10、30、60的粒徑。 如果不均勻系數(shù)Cu5，同時(shí)曲率系數(shù)Cc13，那么該土級(jí)配好。同一類(lèi)土級(jí)配均勻的比不均勻的壓實(shí)干密度要低查得某土樣顆粒級(jí)配曲線上A點(diǎn)(0.5mm, 76%)和B點(diǎn)(0.3mm，58%)，則該土中粒徑為0.3-0.5mm的土重占總干土重的百分?jǐn)?shù)為(18%) 方法主要有：篩分法、密度計(jì)、移液管法篩分法：適用于0.075mmd60mm的土。密度計(jì)、移液管法：適用于d 莫爾圓的半徑=19.2。 因此可確定該地基土處于穩(wěn)定狀態(tài)。 2、直接剪切試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟） 繪制剪應(yīng)力隨位移變化的曲線，確定抗剪強(qiáng)度，然后畫(huà)出法向應(yīng)力與抗剪強(qiáng)度的直線關(guān)系， 即可確定粘聚力和內(nèi)摩擦角兩個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)。 儀器有應(yīng)力控制和應(yīng)變控制式兩種。一般用應(yīng)變控制式。 剪切方法有：快剪、固結(jié)快剪和慢剪。 剪切強(qiáng)度指標(biāo)可以估算地基承載力、評(píng)價(jià)土體穩(wěn)定性、計(jì)算地基沉降量。1）快剪 施壓后立即快速剪切（35分鐘破壞），不發(fā)生固結(jié)（需放置不透水設(shè)施，周?chē)糠彩苛郑?。多用于滲透系數(shù)小于10-6cm/s的粘性土，用來(lái)模擬土體厚施工速度快的情況。2）固結(jié)快剪 固結(jié)后立即剪切，剪切過(guò)程中不固結(jié)。適用滲透系數(shù)小于10-6cm/s的粘性土和砂性土（砂土即使施工速度很快，土體也會(huì)很快就排水固結(jié)完成）。用來(lái)模擬已經(jīng)完全固結(jié)后又突然施加荷載的情況。3）慢剪 施加壓力經(jīng)過(guò)316 個(gè)小時(shí)固結(jié)，然后再剪切約14小時(shí)。實(shí)際工程中很少注意事項(xiàng)：1）滲透系數(shù)大于10-6cm/s的不能做快剪試驗(yàn)。2）如剪切曲線上無(wú)峰值出現(xiàn)，則應(yīng)使位移達(dá)到6mm，取剪切位移為4mm時(shí)的剪應(yīng)力為抗剪強(qiáng)度。3）固結(jié)快剪和慢剪時(shí)主固結(jié)完成的標(biāo)準(zhǔn)是變形小于0.005mm/h。4）抗剪強(qiáng)度：正常固結(jié)：快剪固結(jié)快剪CUCD。 4）當(dāng)主應(yīng)力差無(wú)峰值時(shí)，采用15的軸向應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力差值作為破壞值。5）在CD試驗(yàn)中，孔隙水壓力消散95時(shí)算作固結(jié)完成。 室內(nèi)測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度可以用十字板剪切儀、直剪儀、三軸儀等，但無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度儀不是。 第八章 土的動(dòng)力特性試驗(yàn) 動(dòng)三軸試驗(yàn)是圓柱試樣在三軸應(yīng)力下固結(jié)（固結(jié)一般大于12小時(shí)）后在不排水條件下做振動(dòng)試驗(yàn)。也就是說(shuō)在動(dòng)荷載不排水條件下，土體孔隙水壓力上升強(qiáng)度下降甚至?xí)夯?研究土在動(dòng)荷載作用下應(yīng)力應(yīng)變孔壓的發(fā)展規(guī)律。一般比靜荷載下的強(qiáng)度大變形小。1、小應(yīng)力作用 用來(lái)確定剪切（動(dòng)）模量和阻尼比（兩者為雙曲線關(guān)系）。施加逐漸增大（荷載率為1）的各級(jí)荷載，記錄每級(jí)荷載下應(yīng)力應(yīng)變曲線或滯回圈，每級(jí)荷載振動(dòng)盡可能少，模擬強(qiáng)震時(shí)n=10-15，考慮動(dòng)力機(jī)器時(shí)n50-60當(dāng)應(yīng)變波形不對(duì)稱(chēng)或孔壓較大時(shí)停止。2、大應(yīng)力作用 用來(lái)確定土的動(dòng)強(qiáng)度和抗液化強(qiáng)度。當(dāng)應(yīng)變達(dá)到5或孔壓達(dá)到側(cè)壓時(shí)停止。注意施加的荷載不能太小也不能太大，防止試樣不能破壞或破壞太早動(dòng)強(qiáng)度的確定（P85）：（1）試樣在圍壓31下固結(jié)，用三個(gè)不等的動(dòng)應(yīng)力分別得到不同振動(dòng)周數(shù)下的應(yīng)變值，直到達(dá)到應(yīng)變破壞（一般為5），得到曲線。見(jiàn)圖1。（2）在5破壞應(yīng)變下得到三組動(dòng)應(yīng)力（ d ）與破壞周數(shù)(lgn)的關(guān)系，大致成直線。同樣繪制在圍壓32、圍壓33下的直線。見(jiàn)圖2。（3）得到在某一破壞周數(shù)下的破壞動(dòng)應(yīng)力（即動(dòng)強(qiáng)度）d1、 d2、 d3。繪制振動(dòng)應(yīng)力圓即可得到動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)。見(jiàn)圖3。注意事項(xiàng)： 1）振動(dòng)試驗(yàn)中荷載是等幅的拉壓對(duì)稱(chēng)的正弦波，一般為1HZ。 2）測(cè)量的孔壓對(duì)于砂土才有意義，粘性土傳遞消散慢不能準(zhǔn)確反應(yīng)動(dòng)孔壓變化。 3）液化判定原則（P86）：孔壓等于初始固結(jié)壓力；應(yīng)變峰值超過(guò)5；破壞時(shí)振動(dòng)次數(shù)超過(guò)預(yù)估的限值。即應(yīng)力、應(yīng)變和孔壓判定。 第九章 軟基加固主要方法1、地基基礎(chǔ)知識(shí) 地基受荷載作用將產(chǎn)生應(yīng)力和變形。地基的破壞形式可分為兩種：地基內(nèi)應(yīng)力超過(guò)了土體的強(qiáng)度導(dǎo)致的破壞和變形超過(guò)允許值而導(dǎo)致的建筑物破壞。土力學(xué)研究的核心問(wèn)題就是：強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定。沉降變形中的體積變和形狀變形分別是由正應(yīng)力和剪應(yīng)力引起的。（1）地基應(yīng)力 地基內(nèi)部應(yīng)力包括自重應(yīng)力和附加應(yīng)力。1）自重應(yīng)力：指土體自重在地基內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力。 如果有地下水，那么水面下的土應(yīng)力包括有效應(yīng)力（由土體骨架傳遞的應(yīng)力）和孔隙水應(yīng)力（由水傳遞的應(yīng)力）。對(duì)圖b計(jì)算: =w h1+sat h2 =+ =w (h1+ h2)+ h22）附加應(yīng)力：由于外部荷載左右在地基內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力。如果是集中力直接作用在地基上，則計(jì)算公式為(P10)： Z3PZ3/2R5例 計(jì)算點(diǎn)1（Z3，R2）和點(diǎn)2（Z2，R3）附加應(yīng)力之比：1 /2=(27*243)/(32*8)=25.6如果集中力通過(guò)一基礎(chǔ)作用在地基上，怎么解決呢？首先計(jì)算基礎(chǔ)底部的壓力，然后計(jì)算附加應(yīng)力。圖a：po=P/A 圖b荷載偏心如果太大，超過(guò)B/6,那么pmin1是超固結(jié)土，1為正常固結(jié)土，1為欠固結(jié)土。 這個(gè)值的大小影響土的壓縮性和抗剪強(qiáng)度，其中欠固結(jié)土的壓縮性最大強(qiáng)度最小，超固結(jié)土的壓縮性最小強(qiáng)度最大。但與土的軟硬沒(méi)有任何關(guān)系。 也并不是固結(jié)系數(shù)（與孔隙比、壓縮系數(shù)有關(guān)）越大壓縮量就越大。3）地基沉降計(jì)算 用分層總和法求。假設(shè)壓縮是孔隙體積減少引起的，土粒本身壓縮不計(jì)，壓力分布是均勻的，土體無(wú)側(cè)向變形。 壓縮層的厚度確定:用豎向附加應(yīng)力與自重應(yīng)力的比值來(lái)確定。粘性土：當(dāng)計(jì)算此值為0.2，該深度范圍為壓縮層。 計(jì)算時(shí)壓縮層中各分層的厚度取0.4B(B為基礎(chǔ)的寬度)，壓縮后的變形量為(P15)：H / H1=e / (1+e1)H =H1e / (1+e1)SH =H1 e / (1+e1) S=S（3）地基承載力 由于附加應(yīng)力過(guò)大的剪切破壞或過(guò)大的沉降和沉降差都是引起地基破壞的形式。剪切破壞主要有整體剪切（低壓縮性的堅(jiān)硬土）、局部和刺入剪切（高壓縮性軟土）破壞等。(1)地基承載力確定方法1）原位試驗(yàn)：現(xiàn)場(chǎng)平板載荷試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)等。 載荷試驗(yàn)曲線如圖：曲線分為彈性階段（直線）、彈塑性階段（剪切）、塑性破壞階段（破壞），相應(yīng)的荷載為臨塑荷載和極限荷載。 2）理論公式： 普朗特爾公式，適用飽和軟粘土； 太沙基公式，適用條形基礎(chǔ)； 極限平衡理論（代替了87規(guī)范的漢森公式）。3）規(guī)范表格法： 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范編制了滿足強(qiáng)度和變形的承載力表供查對(duì)。（2）影響地基承載力的因素 太沙基公式： f u=B Nr/2+DNq+CNc式中：、C土的容重、粘聚力B、D基礎(chǔ)寬度和埋置深度Nr、Nq、Nc承載力系數(shù)，為土的摩擦角的函數(shù)。 由公式可知：當(dāng)?shù)叵滤灰韵聲r(shí)，容重變?yōu)橛行葜兀藭r(shí)承載力降低；基礎(chǔ)寬度增加，基礎(chǔ)埋深增加，增加拋石厚度，放慢加荷速度，承載力都會(huì)增加。但對(duì)于粘性土，雖然基礎(chǔ)寬度增加基底壓力減小，但是應(yīng)力影響深度將增加，沉降可能變大。幾點(diǎn)說(shuō)明：（1）按照塑性區(qū)開(kāi)展深度來(lái)確定地基的容許承載力方法就是將地基中的剪切破壞區(qū)限制在某一范圍內(nèi)，視地基土能承受多大的基地壓力。可知當(dāng)塑性區(qū)深度為0時(shí)，地基可承受的基底壓力就是臨塑壓力。（2）淺基礎(chǔ)的地基極限承載力是指地基中局部土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的荷載。（3）驗(yàn)算地基承載力用固結(jié)快剪強(qiáng)度指標(biāo)。 例題1：某飽和粘土層厚度為10m，自重壓力P1 = 100kpa，考慮在上面增加荷載的值P2=150kpa,求壓縮量。(資料見(jiàn)表)P(kpa)100200300e1.120.990.91解：H/H1=e/1+e1H =H1e/1+e1則H=10x0.17/(1+1.12)=40.1cm 注意：如果知道壓縮系數(shù)應(yīng)該想到公式：a v=(e1e2)/(p2p1)。例題2 某矩形基礎(chǔ)受均布荷載P，則基礎(chǔ)中心下Z處與基礎(chǔ)角點(diǎn)下2Z處的附加應(yīng)力有何關(guān)系？解：A點(diǎn)：將基礎(chǔ)劃分成4均分，則附加應(yīng)力為4個(gè)部分角點(diǎn)下附加應(yīng)力的和：14KPf(L/2)/(B/2),Z/(B/2)P= 4f(L/B),2Z/BPB點(diǎn)：2KP= f(L/B),2Z/BP因此有：142 例題3 某條形基礎(chǔ)寬度為2米，埋置在砂土層中，埋深為0.6米，地基受到的荷載為1500KN/m，已知地基土的參數(shù)：C=0，30，18。用太沙基公式計(jì)算地基的極限荷載并驗(yàn)算地基穩(wěn)定性（穩(wěn)定系數(shù)Ko取3）。2、軟基處理 軟基：含水量大于液限，孔隙比小于1.0的粘性土以及標(biāo)貫擊數(shù)小于4的砂性土地基。主要特點(diǎn)是：高含水量、孔隙比大、壓縮系數(shù)高、滲透系數(shù)小、承載力低。 處理方法主要有：排水固結(jié)法、井點(diǎn)法、強(qiáng)夯法、振沖法、深層攪拌法以及換填法等。（1）排水固結(jié)法 排水固結(jié)效果和排水條件密切相關(guān)，有效的方法是增加排水途徑，縮短排水距離。其結(jié)構(gòu)分為加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。1）加壓分為堆載法、真空預(yù)壓法、堆載真空聯(lián)合法。 a 堆載法 可利用重物分級(jí)施加，要嚴(yán)格控制加荷速率，需要設(shè)置砂墊層或豎向排水體。普通砂井井徑比10.袋裝砂井或塑料排水板井徑比25. b 真空預(yù)壓法固結(jié)壓力一次施加，不會(huì)產(chǎn)生剪切破壞，在排水過(guò)程中滲流引起的附加應(yīng)力使得有效應(yīng)力增加，孔隙水壓力減小，提高了加固效果，便于大面積施工，無(wú)剪切變形。固結(jié)后真空壓力就轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力。如鋪設(shè)多層時(shí)。熱合縫應(yīng)大于20厘米。不適用于地下水充足的情況.穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為：連續(xù)5-10天沉降小于等于2mm/d。 真空預(yù)壓施工順序?yàn)椋轰伾皦|層打豎向排水通道在砂墊層表面鋪設(shè)真空設(shè)備，挖壓膜溝鋪塑料薄膜、壓溝安裝泵管路布設(shè)沉降桿、抽氣觀測(cè)。 c 堆載真空聯(lián)合法是設(shè)計(jì)荷載大于80kpa的情況適用，一般真空10天后可堆載，對(duì)淤泥質(zhì)土要20-30天。 2）排水系統(tǒng)又又水平向和垂直向兩種。 水平向主要是砂墊層，厚度一般為陸上大于0.5米，水下大于1.0米，起排水和反濾作用。主要在加固深度小于5米時(shí)使用。 垂直向主要是使用砂井、砂袋或塑料排水板，布置成等邊三角形或正方形。（2）振沖法 可分為振沖擠密和振沖置換法。1）振沖擠密 靠振沖器振動(dòng)使飽和砂層液化顆粒重新排列的同時(shí)載水平振動(dòng)下通過(guò)填料（砂和碎石）使砂層擠密。 根據(jù)振沖器加速度大小，加固區(qū)可劃分為流態(tài)區(qū)、過(guò)渡區(qū)、擠密區(qū)、彈性區(qū)。只有過(guò)渡區(qū)和擠密區(qū)才有擠密效果。振沖孔位間距一般在1.83.5之間?？孜恍螤顬槿切位蛘叫?。 注意事項(xiàng)：振動(dòng)越大，振動(dòng)距離越大。但是擴(kuò)大的多是流態(tài)區(qū)，因此擠密效果比一定成正比。顆粒越細(xì)，產(chǎn)生的流態(tài)區(qū)越大，故對(duì)粉質(zhì)砂土效果不好。飽和土的抗剪強(qiáng)度越低，需要的振動(dòng)速度越小，擠密范圍越大，因此載振沖時(shí)要加水。2）振沖置換 適用于抗剪強(qiáng)度大于30kpa的粉土和粘性土。 在地基中成孔，填入碎石等成樁構(gòu)成復(fù)合地基起，到應(yīng)力集中或擴(kuò)散（墊層）的作用，同時(shí)