土性分析原理課件

第四章土的成分及工程性質(zhì)無粘性土的緊密狀態(tài)無粘性土:碎石土、砂土、粉土無粘性土的緊密狀態(tài)是判定其工程性質(zhì)的重要指標(biāo)，綜合反映了無粘性土顆粒的巖石和礦物組成、粒度組成、顆粒形狀和排列等對(duì)其工程性質(zhì)的影響。決定無粘性土緊密狀態(tài)的因素?zé)o粘性土緊密狀態(tài)指標(biāo)及其確定方法決定無粘性土緊密狀態(tài)的因素受荷歷史：年代較老，有超壓密歷史的，密實(shí)度大形成環(huán)境：洪積、坡積比沖積、冰積、海積的密實(shí)度小顆粒組成：粗、不均勻，密實(shí)度大礦物成分及顆粒形狀：片狀云母與柱狀、粒狀顆粒組成比，密實(shí)度小天然孔隙比相對(duì)密度例外：標(biāo)準(zhǔn)貫入或靜力觸探評(píng)定砂土的密實(shí)狀態(tài)。野外鑒別方法評(píng)定碎石土的密實(shí)狀態(tài)。采取原狀土樣粘性土的物理特征1粘性土的界限含水量2粘性土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)1粘性土的界限含水量粘性土隨著本身含水量的變化，可以處于各種不同的物理狀態(tài)，其工程性質(zhì)也相應(yīng)地發(fā)生很大的變化。固體狀態(tài)：可塑狀態(tài)：流塑-流動(dòng)狀態(tài)：稠度：粘性土因含水量的變化而呈現(xiàn)出的各種不同物理狀態(tài)?？伤苄裕和猎谕饬ψ饔孟?，可以揉塑成任意形狀而發(fā)生裂縫，當(dāng)外力解除后仍能保持既得形狀的一種性能。界限含水量（稠度界限）：隨著含水量的變化，粘性土由一種稠度狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)，相應(yīng)于轉(zhuǎn)變點(diǎn)的含水量?？s限；塑限（塑性下限）；液限（流限，塑性上限）縮限的測(cè)定收縮皿法縮限=液限-烘干時(shí)失去水量（1）聯(lián)合測(cè)定法求液限、塑限錐式儀；電磁放錐法；雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙：入土深度與含水量的關(guān)系曲線10mm：液限2mm：塑限（2）液性指數(shù)表征粘性土所處的軟硬狀態(tài)。值越大，土質(zhì)越軟；反之，土質(zhì)越硬。按液性指數(shù)劃分粘性土的狀態(tài)。土的力學(xué)性質(zhì)決定地基變形、以至失穩(wěn)危險(xiǎn)性的主要因素：上部荷載的性質(zhì)、大小、分布面積、形狀及時(shí)間因素地基土的力學(xué)性質(zhì)：變形、強(qiáng)度對(duì)土的變形與強(qiáng)度性質(zhì)，必須從土的應(yīng)力與應(yīng)變的基本關(guān)系出發(fā)來研究。

近似：非線性-線性近似非均質(zhì)性-均質(zhì)性近似基本概念：壓縮性：土在壓力作用下體積縮小的特性。固體土粒和水的可壓縮量小土的壓縮可施為土中孔隙體積的減小。土的固結(jié)：土的壓縮隨時(shí)間而增長(zhǎng)的過程。無粘性土：透水性大，固結(jié)快。粘性土：透水性小，固結(jié)慢。對(duì)于飽和軟粘性土，土的固結(jié)問題十分重要。變形——壓縮性變形——壓縮性室內(nèi)壓縮實(shí)驗(yàn)：壓縮儀的壓縮容器簡(jiǎn)圖壓縮試驗(yàn)時(shí)，用金屬環(huán)刀切取保持天然結(jié)構(gòu)的原狀土樣，并置于圓筒形壓縮容器的剛性護(hù)環(huán)內(nèi)，土樣上下各墊有一塊透水石，土樣受壓后土中水可以自由排出。由于金屬環(huán)刀和剛性護(hù)環(huán)的限制，土樣在壓力作用下只可能發(fā)生豎向壓縮，而無側(cè)向變形。土樣在天然狀態(tài)下或經(jīng)人工飽和后，進(jìn)行逐級(jí)加壓固結(jié)，以便測(cè)定各級(jí)壓力戶作用下土樣壓縮穩(wěn)定后的孔隙比變化。壓縮系數(shù)壓縮性不同的土，其壓縮曲線的形狀是不一樣的。曲線愈陡．說明隨著壓力的增加，土孔隙比的減小愈顯著，因而土的壓縮性愈高.所以，曲線上任一點(diǎn)的切線斜率就表示了相應(yīng)壓力作用下土的壓縮性，稱為壓縮系數(shù)。值越大，壓縮性越高。壓縮指數(shù)土的e-p曲線改繪成半對(duì)數(shù)壓縮曲線e-logp時(shí)，它的后段接近直線。其斜率Cc稱為土的壓縮指數(shù)值越大，壓縮性越高。在直線段范圍內(nèi)并不隨壓力而變，試驗(yàn)時(shí)要求斜率確定得很仔細(xì)，否則出入很大。低壓縮性土的Cc值一般小于0.2，Cc值大于0.4一般屬于高壓縮性土。強(qiáng)度-實(shí)質(zhì)上是土的抗剪強(qiáng)度問題在工程實(shí)踐中，土的強(qiáng)度問題涉及地基承載力；路堤、土壩的邊坡和天然土坡的穩(wěn)定性以及土作為工程結(jié)構(gòu)物的環(huán)境時(shí)，作用于結(jié)構(gòu)物上的土壓力和山巖壓力等問題，如圖。土體在通常應(yīng)力狀態(tài)下的破壞，表現(xiàn)為塑性破壞，或稱剪切破壞。即在土的自重或外荷載作用下，在土體中某一個(gè)曲面上產(chǎn)生的剪應(yīng)力值達(dá)到了土對(duì)剪切破壞的極限抗力(這個(gè)極限抗力稱為土的抗剪強(qiáng)度)，于是土體沿著該曲面發(fā)生相對(duì)滑移，土體失穩(wěn)。所以，土的強(qiáng)度問題實(shí)質(zhì)上是土的抗剪強(qiáng)度問題。無粘性土的抗剪強(qiáng)度無粘性土的抗剪強(qiáng)度粘性土的抗剪強(qiáng)度無粘性土的抗剪強(qiáng)度不但決定于內(nèi)摩擦角的大小，而且還隨正壓應(yīng)力的增加而增加，而內(nèi)摩擦角的大小與無粘性土的密實(shí)度、土顆粒大小、形狀、粗糙度和礦物成分、以及粒徑級(jí)配的好壞程度等因素都有關(guān)，元枯性土的密實(shí)度愈大、土顆粒愈大、形狀愈不規(guī)則、表而愈粗糙、級(jí)配愈好，則內(nèi)摩擦角愈大。此外，無枯性土的含水量對(duì)內(nèi)摩擦角的影響是水分在較粗顆粒之間起滑潤(rùn)作用，使摩阻力降低。不過原點(diǎn)土的動(dòng)力特性前面所述為土體在靜荷載作用下的壓縮性和抗剪強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)問題，而在震動(dòng)或機(jī)器基礎(chǔ)等的振動(dòng)作用下，土體會(huì)發(fā)生一系列不同于靜力作用下的物理力學(xué)現(xiàn)象。一