4.1 土方施工.ppt

学习情景4土方施工 4.1.3 土的物理性质及工程分类 土的固体颗粒 土的固体颗粒是土的固体颗粒、水和气体三相组成中的主体，是决定土的工程性质的主要成分。 土粒的矿物成分 土中水 土中气体 土的结构 土的构造 土的物理性质指标的分类 一类是必须通过试验实测的，如含水率、密度和土粒比重，称为直接指标； 一类是根据直接指标换算的，如孔隙比、孔隙率、饱和度等，称为间接指标（导出指标）。 试验直接测定的物理性质指标 土的密度ρ和容重γ测定方法：环刀法 土的比重ds测定方法：比重瓶法 事先将比重瓶注满纯水，称瓶加水的质量m1。然后把烘干土若干克(ms)装入空比重瓶内，再加纯水至满，称瓶加水加土的质量m2，按下式计算土粒比重。 土的含水率 测定方法： 烘干法。先称出天然湿土的质量，然后放在烘箱里，在100～105℃（有机质含量低）下烘干，称干土的质量。 换算指标(6个) 指标间的换算 无粘性土的密实度划分标准 （1）孔隙比e 孔隙比e可以用来表示砂土的密实度。对于同一种土，当孔隙比小于某一限度时，处于密实状态。孔隙比愈大，土愈松散。 优点：简单方便 缺点：无法反映土的级配因素 （ 2）相对密度Dr 定义： 优点：计入土的级配因素，理论上比较完善。 缺点：天然孔隙比难以获取，且emax,emin的测定受人为的影响较大。 工程应用：当Dr=0时， e =emin，表示土处于最疏松状态; 当Dr=1.0时,e =emax，表示土体处于最密实状态。 （3）标准贯入试验击数N为标准 黏性土的稠度 界限含水率 粘性土由某一种状态过渡到另一状态的含水率分界点称为界限含水率。 液限w L、塑限w p、缩限w s 取代表性试样，加入不同数量的纯水，调制成三种不同稠度的试样，用电磁落锥测定圆锥在自重作用下经5秒后沉入试样的深度。以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标，在双对数纸上绘制关系曲线。入土深度2mm所对应的含水率为塑限， 10mm所对应的含水率为液限。 （4）碟式液限仪测定法 粘性土的可塑性指标 塑性指数IP：是液限和塑限的差值(省去%)，即土处在可塑状态的含水量变化范围。 压缩系数a 增压前使压缩稳定的压力强度，一般指地基中原有的竖向自重应力，kpa 增压后使试样所受的压力强度，一般指地基某深处自重应力与附加应力之和，kpa 增压前后p1，p2作用下压缩稳定的空隙比。 滑动摩擦：剪切面土粒间表面的粗糙所产生的 摩擦 越密实 黏性土细粒土的粘聚力 黏性土 黏性土抗剪强度来源（构成） 固化粘聚力 土中化合物的胶结作用 土的抗剪强度试验 直接剪切试验 三轴剪切试验 应变控制式三轴仪 应变控制式三轴仪： 压力室 量测系统 无侧限抗压强度试验 十字板剪切试验 适用于现场测定饱和粘性土的不排水强度，尤其适用于均匀的饱和软粘土 临塑荷载： 临界荷载： 地基破坏的模式 地基破坏主要是由于基础下持力层抗剪强度不够， 体产生剪切破坏所致，地基的破坏模式可分为： 1.整体破坏 （密实砂土，坚硬粘土） 2.局部剪切破坏 （中等密实沙土、松砂和软粘土） 3.冲剪破坏 （压缩性较大的松砂和软土） 地基勘察的目的 综合分析确定 地基勘察测试方法 坑探(trial pits) 钻探(Exploration Drilling) 钻探 静力触探试验的目的和使用条件 静力触探试验(DPT) 静力触探试验的主要技术要求 动力触探试验的适用范围和目的 标准贯入试验(SPT) 标准贯入试验设备规格 标准贯入试验的适用范围和目的 圆锥动力触探(DPT) 动力触探的类型和规格 圆锥动力触探 （1）直线变形阶段 p-s 呈线性关系 p0——比例界限压力（2）剪切（塑性）变形阶段 p-s 关系为曲线，斜率逐渐变大 pu——极限压力（3）破坏阶段 当荷载大于极限压力pu，即使荷载维持不变，沉降也会持续发展或急剧增大，始终达不到稳定标准。 典型的平板载荷试验p-s曲线 qu qu 加压框架 量表 量力环 升降螺杆 无侧限压缩仪 无侧限抗压强度试验是三轴剪切试验的特例，对试样不施加周围压力，即?3=0，只施加轴向压力直至发生破坏，试样在无侧限压力条件下，剪切破坏时试样承受的最大轴