工程岩土学－ 第三章.ppt

5. 动荷载——在动荷载作用下，由于振动压密，土的变形量一般大于静荷载作用下的变形。振动作用起着与增大静荷载等效的作用。 动荷载：地震 ，机场、公路、铁路路基岩体，土体承受动荷载。 在动荷载作用下，土还会表现出一些特殊的现象（或性质） 液化，触变，土的可击实性（可振密性） 4. 荷载的作用方式——荷载大小,加荷－卸荷方式（1次加荷－卸荷，循环荷载，重复荷载） 动荷载作用下，土表现出的一些特殊性质 ① 液化——饱水疏松的粉土、粉砂土、细砂土，振动可能导致其液化，地表常伴有“喷水冒砂”和“地面下沉”现象。形成机制在§3.3土的抗破坏性中讲述。 ② 触变——分散体系在含水率不变的情况下，因外部干扰而被破坏了的结构随时间的增长能发生可逆的自动恢复现象。常发生于饱水的粉土、粘性土。机制分析见教材P63。工程上利用触变特性的实例。 ③ 土的可击实性（可振密性）——砂土和粘性土在短期荷载的反复作用（振动荷载及夯击荷载）下，发生体积的缩小和密度的增大，这种性质称为土的可击实性（可振密性）。 土的可击实性（可振密性）的工程应用 道路，机场地基的处理，常采用振动压密的方法，提高地基土的强度，降低地基土的可压缩性。大规模施工前应开展一定的试验工作，研究土的最优含水率，最佳振动遍数等与施工工艺密切相关的问题，力求在节约的前提下，达到最佳的地基土处理效果。 澳门机场砂基振冲 ρd（g/cm3） ρd＝ρ/（1＋W） W op ＝ 18.33％ ρdmax ＝ 1.64 （g/ cm3） 最优含水率——某一种土，用某一种设备，只有在某一含水率下，才能取得最佳的振击效果，即在所消耗的功最小的情况下可使土的干密度达到最大值。这一含水率称为最优含水率。 图3-11 干密度与含水率关系曲线 干密度与含水率关系分析 a. 土的含水率较小（W＜Wop ）时，土粒周围的结合水膜较薄，联结较牢固，土粒不易移动，即不易被击实； b. 土的含水率较大（W＞Wop ）时，土粒周围的结合水膜较厚，虽然土粒易于移动，但多余的水不易排出土体，土也不易被击实； c. 土的含水率等于最优含水率（W＝Wop ）时，土粒周围的结合水膜厚度适中，土粒联结较弱，又不存在多余的水分，故易于被击实，达到最大干密度。 1. 黄土——以粉粒为主，含碳酸盐，固结程度较低，具大孔隙，质地均一，无明显层理，有显著垂直节理的黄色堆积物。 补充：几种特殊类型的土 特殊土——由于地理环境、气候条件、地质成因、物质成分以及次生变化等原因，有些土类具有与一般土类不同的特殊工程地质性质，这些具有特殊工程性质的土称为特殊土。特殊土的分布具有一定的区域性。 二. 黄土的湿陷性 P63 ① 沿海及部分内陆地区各种成因的软土； ② 西北、华北等干旱、半干旱气候区的黄土； 甘肃、陕西、山西的大部分地区， 新疆、宁夏、河北、河南的部分地区。 ③ 西南亚热带湿热气候区的红粘土； ④ 南方和中南地区的膨胀土； ⑤ 高纬度、高海拔地区的多年冻土； ⑥ 盐渍土、人工填土、污染土等。 几种特殊土 2. 黄土的湿陷性——黄土在自重或附加压力下被水浸湿后发生剧烈压缩的性能。 注：并不是所有的黄土都具有湿陷性（黄土可分为自重湿陷性黄土，非自重湿陷性黄土，非湿陷性黄土）。 δs ≥ 0.015 ，黄土具湿陷性（轻微、中等、强烈） δs＜0.015 ，黄土不具湿陷性 黄土的湿陷性一般采用湿陷系数δs和相对湿陷系数im来评价，定义见P64 ，P65 3. 黄土湿陷的机制（本质）——由于水分的增加削弱了土颗粒间的联结，导致黄土中的孔隙急剧而大量的破坏。 4. 湿陷起始压力——使非自重湿陷性黄土开始发生湿陷所需的最低压力称为湿陷起始压力(ps)。 ps愈大，黄土的湿陷性愈弱。 5. 湿陷起始含水率——使黄土发生湿陷所需的最低含水率称为湿陷起始含水率。它随压力的增大而减小，不是一个定值。 黄土在1~1.5MPa的较高压力下预先压密和预先浸湿后都会丧失湿陷性，这种特性常被用来对建筑物的黄土地基进行预处理。 ——土抵抗外力作用而保持其自身不被破坏的性能 土发生破坏的两种类型: b.拉断破坏——拉应力引起，裂隙面两侧沿垂直于裂隙面方向(即沿拉应力方向)发生相对位移而开裂，例如：卸荷裂隙和收缩裂缝 a.剪切破坏——剪应力引起，破坏面两侧沿剪切方向发生相对位移，典型实例：滑坡； 土的抗破坏性 §3.3 滑坡的形成 1）土体基本上不具有抵抗拉力的能力，在实际工程建筑活动中也尽量避免对土体产生拉应力，因而工程实践中土体的破坏多是剪切性质的；所以：土的抗破坏性一般指的是其抗剪性 2）土的抗剪性是研究土体稳定性的一个极为重要的工程地质性质。 注意： 3）土