第三章_土的力学性质(第12-17讲).ppt

室内固结试验e-p曲线、e-lgp曲线 土的压缩性指标：压缩系数?、压缩模量Es、体积压缩系数mv 土的压缩性及其本质 应力历史对土压缩性的影响 一、 概述 一、 概述 一、 概述 一、 概述 二、固结试验及压缩性指标 （一）固结试验和压缩曲线 2、e-p曲线 2、e-p曲线 2、e-p曲线 2、e-p曲线 1、压缩系数? 1、压缩系数? 1、压缩系数? （2）体积压缩系数m v 三、回弹曲线和再压缩曲线 三、回弹曲线和再压缩曲线 载荷试验法 一 概述 一 概述 （三）土的抗剪强度与抗剪强度指标 在式 中，土的粘聚力c和内摩擦角 常称为土的抗剪强度指标。 土的抗剪强度常常需要应用抗剪强度指标来计算，对一种土，抗剪强度指标是常数。不能把土的抗剪强度与土的抗剪强度指标等同起来。由该式可知，当时，土的抗剪强度随剪切面上的法向应力增大而增大。对一种土，其抗剪强度是随土中应力高低而变化的。例如天然地基，由自重应力形成的初始应力场随着深度自重应力是增加的。对同层土，地基土的抗剪强度是随深度而增大的，但抗剪强度指标是常数。 采用总应力表达时，土的抗剪强度表达式为 式中 ， ——土的抗剪强度总应力强度指标。 在土工分析中，采用有效应力分析时，应用土的有效应力强度指标，采用总应力分析时，应用土的总应力强度指标。 三 土的抗剪强度指标和抗剪强度的测定 土的抗剪强度可通过室内试验或现场试验测定。在室内试验中主要测定土的抗剪强度指标。土的抗剪强度测定方法很多，下面对室内试验只介绍直接剪切试验、无侧限抗压试验和常规三轴压缩试验，现场试验只介绍十字板试验。 （一）直接剪切试验(Direct Shear Test) 直接剪切试验是最古老和最简单的剪切试验。试验原理如图所示。 三 土的抗剪强度指标和抗剪强度的测定 土样装在金属剪切盒内，对土样施加一法向压力和剪切力，增大剪切力使土体沿指定的剪切面破坏。剪切仪按施加剪切力的特点分为应力控制式和应变控制式两种。应力控制式是分级施加等量水平剪切力于土样使之受剪；应变控制式是等速推动剪切容器使土样等速位移受剪。两者相比，应变控制式直剪仪具有明显优点。图中所示的为应变控制式直剪仪，该仪器在我国得到普遍应用。该仪器的主要部件由固定的上盒和活动的下盒组成，土样放在盒内上下两块透水石之间。 三 土的抗剪强度指标和抗剪强度的测定 三 土的抗剪强度指标和抗剪强度的测定 不同法向应力作用下，土样剪切过程中的剪应力与剪切位移之间的关系曲线如下图中（a）所示。当曲线有峰值时，取峰值为该法向应力作用下的抗剪强度值；当曲线无峰值时，可取剪切位移为2mm所对应剪应力值为该法向应力作用下的抗剪强度值。对一种土取3 ~ 4个土样，分别在不同的法向应力作用下剪切破坏，可得3 ~ 4组数值，绘在图上，如下图中（b）所示。 三 土的抗剪强度指标和抗剪强度的测定 三 土的抗剪强度指标和抗剪强度的测定 前面谈到土的抗剪强度与土中应力、土的排水条件、加荷速率有关。土中应力与土的固结程度有关。为了能近似地模拟现场土体的剪切条件，考虑剪切前土在荷载作用下的固结程度、土体剪切速率或加荷速度快慢情况，把直剪试验分为下述三种：快剪试验，固结快剪试验和慢剪试验。现作简要介绍： 三 土的抗剪强度指标和抗剪强度的测定 （1） 快剪试验(Quick Shear) 根据试验规程，对土样施加竖向压力后，立即以0.8mm/min的剪切速率施加水平剪切力，直至土样产生剪切破坏。从加荷到剪切破坏一般情况下一个土样只需3 ~ 5min。由于施加竖向压力后立即开始剪切，土体在该竖向压力作用下未产生排水固结。由于快剪速率较快，对渗透性较小的粘性土可以认为土体在剪切过程中也未产生排水固结。由快剪试验得到的抗剪强度指标通常用 cq和 表示，土体由快剪试验测定的抗剪强度表达式为： 三 土的抗剪强度指标和抗剪强度的测定 （2） 固结快剪试验(Consolidated Quick Shear) 对土样施加竖向应力后，让土样充分排水，待土样排水固结稳定后，再以0.8mm/min的剪切速率进行剪切，直至土体破坏。由试验得到的强度指标常用ccq和 表示，土体由固结快剪试验测定的抗剪强度表达式为： 三 土的抗剪强度指标和抗剪强度的测定 （3） 慢剪试验(Slow Shear) 对