土力学概要精要.ppt

塑液限联合测定仪 相对稠度 §1 土的物性与分类 二. 物理状态指标 §1.3 土的物理状态 对于不同的黏土，含水量相同，稠度可能不同 液性指数 不同的黏土，ωp、ωl 大小不同 定义： wp w wl IL0 IL=0 – 1 IL1 坚硬状态 可塑状态 流 态 0.00 – 0.25 0.25 - 0.75 0.75 – 1.00 硬塑 可塑 软塑 ——吸附结合水的能力；黏性大小；大致反映黏土颗粒含量 §1 土的物性与分类 二. 物理状态指标 §1.3 土的物理状态 塑性指数 1.6 土的压实性 土的压实性：指在一定的含水率下，以人工或机械的方法，使土能够压实到某种密实度的性质。 （一）含水率的影响 （二）击实功能的影响 1、土料的最大干密度和最优含水率不是常数。 2、当含水率较低时击数的影响较显著。 （三）土类和级配的影响 （四）粗粒含量的影响 * 试验重要 试验测量 截距的含义 直剪仪的示意图如图所示： （一）快剪（Q） 试验时在试样上施加垂直压力后，拔去固定销钉，立即以0.8mm/min的剪切速度进行剪切，使试样在3min～5min内剪破。该试验所得的强度称为快剪强度，相应的指标称为快剪强度指标，以cQ，φQ表示。 为了考虑固结程度和排水条件对抗剪强度的影响，根据加荷速率的快慢将直剪试验划分为快剪、固结快剪和慢剪三种试验类型。 （二）固结快剪（R） 试验时对试样施加垂直压力后，每小时测读垂直变形一次，直至变形稳定。变形稳定标准为变形量每小时不大于0.005mm，在拔去固定销，剪切过程同快剪试验。所得强度称为固结快剪强度，相应指标称为固结快剪强度指标，以cR，φR表示。 （三）慢剪（S） 慢剪试验是对试样施加垂直压力后，待固结稳定后，再拔去固定销，以小于0.02mm/min的剪切速度使试样在充分排水的条件下进行剪切，这样得到的强度称为慢剪强度，其相应的指标称为慢剪强度指标，以cS，φS表示。 上述三种方法的试验结果如图5－10所示。从图中可以看出， cQ ＞ cR ＞cS ，而φQ ＜φR ＜φS。 直剪试验的设备简单，试样的制备和安装方便，且操作容易掌握，至今仍为工程单位广泛采用。 设备简单，操作方便 方法易于掌握 结果便于整理 测试时间短 优点 剪切面人为固定，非最薄弱面 实际受剪面积减小，计算不变 试样应力状态复杂，应力不均匀 不能控制排水条件量测孔隙水压力 缺点 P S T A ? ? O c ? 直剪试验 三轴压缩试验 1.定义 一、试验系统 2. 基本组成 三轴压缩仪主要由压力室、加压系统以及量测系统三部分组成。 图1 三轴压缩仪试验系统 三轴压缩试验又称三轴剪切试验，是测定土的应力与应变关系和强度的一种常用的室内试验方法。 （1）压力室 压力室一般由金属上盖、活塞、有机玻璃圆筒、底座、围压管、测压管、橡皮膜、透水石、试样、试样冒和排水管等组成。 图2 压力室图 用三轴压缩试验模拟M点的应力状态时需将M点的应力进行分解。 σ1 σ1 σ3 σ3 M σ3 σ3 σ3 σ3 M σ1-σ3 M σ1-σ3 （a） （b） 情况a：各向等压状态，通过施加围压实现； 情况b：偏压状态，通过施加轴向压力实现。 令Δσ＝σ1-σ3 ，则Δσ被称为偏差应力。 三轴试验 首先试样施加静水压力—室压（围压） ?1 = ?2 = ?3 （此时试样中无剪应力） 然后通过活塞杆施加轴压Δ?1（压力差） ?1 = Δ?1 + ?3 ＞ ?3 （出现剪应力） 保持?3不变，不断增加Δ?1 → 试样破坏 （1）试样应力特点与试验方法： 试样是轴对称应力状态。垂直应力?z一般是大主应力；径向与切向应力总是相等?r=??，亦即?1=?z；?2=?3=?r 特点: 方法： 强度包线 c ? ? ? 在固定围压??下，一个试样只有一个极限应力圆。取3 ~ 4个试样分别作不同围压??的三轴试验，得到破坏时相应的极限应力圆。 绘制三个破坏状态的应力摩尔圆，画出它们的公切线——强度包线，得到强度指标 c 与 ? 三轴试验 （2）强度包线 ? ? O ?p c ?1 ?3 在加压的过程中，围压（小主应力）??= ?2始终不变。轴压（大主应力）?1= ?? + Δ?1逐渐增加，摩尔应力圆逐渐扩大，直至达破坏时的极限圆。 极限应力圆 固结排水试验（CD试验） 1 打开排水阀门，施加围压??后充分固结，超静孔隙水压力完全消散； 2 打开排水阀门，慢慢施加轴向应力差?????以便充分排水，避免产生超静孔压 固结不排水试验（CU试验） 1 打开排水阀门，施加围压??后充分固结，超静孔隙水压力完全消散； 2 关