土的力学性质.ppt

土的组成 土的状态 土的结构 建筑地基基础设计规范- GB50007-2002分类法 水利部SL237-1999分类法 目的： 便于调查研究； 便于分析评价； 便于交流 (基于共同的概念) 依据：最能反映土的物理力学性质的指标 土的工程分类 岩石 碎石土 砂土 粉土 粘性土 人工填土 土 建筑场地基基础规范GB50007-2002 粉土：粒径大于0.075mm的颗粒含量小于全质量50%而塑性指数Ip?10的土 粘性土：塑性指数Ip10的土 粉质粘土：10Ip?17的土 粘 土 ： Ip17的土 表2-7 水利部SL237-1999分类法 土的分类 巨粒土和含巨粒土 粗粒土：砾类土、砂类土 细粒土：根据塑性图分类 特殊土： 黄土、膨胀土、红粘土 图2-2 土的结构 土颗粒或粒团的 空间排列和相互联结 粗粒土的结构 单粒结构 重力起主导作用 粒间力起主导作用 粘性土的 结构性指标 细粒土的结构 分散结构 凝聚结构 土的结构 物理性质指标 土的三个组成相的体积和质量上的比例关系 定义 三相草图法 室内测定三个基本物理性质指标： 土的密度 土粒密度 土的含水量 其它物理性质指标 孔隙含量 含水程度 密度和容重 密实程度 干湿程度 …… 粗粒土的密实状态指标: 相对密度Dr 细粒土的稠度状态指标: 液性指数IL 定义 判别标准 界限含水量 wP、wL ? 土中水形态 塑性指数 Ip ? 吸附结合水的能力 定义 判别标准 物理状态指标 土的压缩性 土的压缩变形主要由孔隙体积变化引起 e – p曲线：由侧限压缩试验整理得到 先期固结压力 压缩系数KPa-1，MPa-1 侧限压缩模量 土的抗剪性 土的抗剪强度机理 直剪试验与库仑公式 摩擦强度：与压应力成正比 凝聚强度 直剪试验 库仑公式 土的抗剪强度指标c和? 库仑公式: 对无粘性土通常认为，粘聚力C=0 4、某住宅地基勘察中，由一个原状土试验测得：土的天然密度ρ=1.85kN/m3,土粒密度ρs=2.75kN/m3,土的天然含水量w=20%。求其余6个指标 1、已知一块饱和原状土样，其体积为17.40cm3，重29.8g，经105度温度下烘干后，重19.6g。求：w、?s、e、?d 、?sat。 2、在野外试验中用体积为90cm3的环刀取原状土样，称得质量为154g，送回试验室后称得重量148g，并测得w=15%，?s=2.7g/cm3。求?、?d、w、e、n、wsat、sr。 3、一块体积为27cm3的粘土，烘干后重47.25g。在体积不变的情况下饱和，饱和后的重量56.7g。求 ?s。 * * * * * 直剪试验已有百年以上的历史，由于仪器简单，操作方便，至今在工程实践中仍广泛应用。这种试验，试件的厚度薄，固结快，试验的历时短，特别是对于粘性大的细粒土，用三轴试验需要固结的时间很长，剪切中为了使试件中孔隙水压力分布均匀，剪切速率要求很慢，这种情况下用直剪试验有着突出的优点。 但是这种仪器有不少缺点，主要的有如下几个方面 ： 1）人为固定了剪切面 2）试件内的应力状态复杂，应变分布不均匀。在试验资料的分析中，假定试件中的剪应力均匀分布，但事实上井非如此。当试件被剪破时，靠近剪力盒边缘的应变最大，而试件的中间部分的应变相对要小得多，剪切面附近的应变又大于试件顶部和底部的应变，如图5-20b所示。所以，在剪切过程中，特别是在剪切破坏时，试件内的应力和应变，既非均匀又难确定 3）剪切面积逐渐减少 4）这种试验方法不能严格控制试件的排水，不能量测试验过程中试件内孔隙水压力的变化。只能根据剪切速率，大致模拟实际工程中土体的工作情况． * * * 第三章 土的力学性质 概念： 土的力学性质是指土在外力作用下，所表现出来的性质，包括： 土的压缩性 土的抗剪性等等 作用：评价地基土体稳定性，包括变形和强度。 一、土的压缩性 1.土压缩的本质 土的压缩性是指土在压应力作用下,体积压缩变小的性能。 土体压缩性受三相物质压缩性及土体结构的控制。 土体压缩原因：①土粒本身的压缩变形；②水和气体压缩变形；③孔隙中水和气体被排出，颗粒位移，孔隙变小，造成的压缩变形—结构变化。 一般情况下，在建筑荷载作用下（0.1—0.6Mpa） 水和土粒的压缩变形可忽略不计，气体被排挤出。 土压缩的本质是：土孔隙中的水分和气体被挤出，土粒产生位移，孔隙体积减小引起的。 2. 压密定律与压缩系数 用环刀取一块土样，在压缩仪中进行压缩，如下图：土样原始高为ho ，面 积为A