湿陷性黄土的结构性及其变形强度特性课件.ppt

5、黄土的结构性强度变化规律 应力空间中强度破坏面随结构性参数的变化 6、黄土的损伤特性 基本认识 ●原状黄土具有显著的结构性。工程中的黄土一般 受荷载、浸水作用，使得土的含水量及应力状态发生改变，引起土结构的逐渐破坏，即土结构的损伤变化。 ●土损伤力学一般应用复合体理论，即一定损伤状 态的土承受的应力由原状结构部分和完全重塑 （正常固结状态）部分共同承担，即可表示为： 6、黄土的损伤特性 ●偏应力的剪切作用、球应力的压缩作用、浸水增 湿作用均可以引起土结构的损伤，损伤比的定义必须反映上述三种作用的影响。 ●假定复合体的原状结构部分和完全重塑部分具有相同的应变，则依据土全量模量的变化可以定义损伤比： 6、黄土的损伤特性 AB反映了原状土的抗力； BC为原状土的固结压缩线； AD为正常固结土压缩曲线； 一定压缩应变条件下 为完全重塑土承担的应力 ， 为原状土承担的应力； 正常固结线 原状黄土 d p 压缩条件下的损伤特性认识 6、黄土的损伤特性 AB为考虑湿度影响的原状土的最大抗力；BC为原状土的固结压缩包线；AD为正常固结土压缩曲线；一定体积应变条件下 为完全重塑部分承担的应力 ， 为原状部分承担的应力； d p 增湿、压缩条件下的损伤特性认识 正常固结线 原状黄土 6、黄土的损伤特性 AO反映了原状土的抗剪力；OB为正常固结土强度线；ACD为原状土强度曲线； 一定应变条件下 为完全重塑部分承担的应力 ， 为原状部分承担的应力；E、F两点分别位于原状土和完全重塑土的强度，它们具有相同应变。 压、剪条件下的损伤特性认识 正常固结土 原状黄土 6、黄土的损伤特性 AO反映了原状土的最大抗剪力；OB为正常固结土强度线；ACD为不同湿度原状土强度包线； 一定应变条件下 为完全重塑部分承担的剪应力 ， 为原状部分承担的剪应力；E、F两点分别位于原状土和完全重塑土的强度，它们具有相同应变。 增湿、压、剪条件下的损伤特性认识 正常固结土 原状黄土 应力应变方程 6、黄土的损伤强度变形特性 7、黄土的等效骨架相应力及有效应力 天然的非饱和土和饱和土一般均具有结构性，它泛指土粒排列和连接所表现出的抗压、抗剪作用； 天然非饱和土的结构性一般包括了胶结物加固作用、电化学作用、收缩膜加固作用、土粒和孔隙空间排列不均匀表现的宏观作用。这些作用与土粒构架一起承担变形稳定时的附加应力作用，它们构成了等效骨架相，其承受的应力为等效骨架相应力； 非饱和土等效孔隙中充满了可流动的液体和气体，其中气体是可压缩的流体，在压缩作用下会产生瞬时体缩； 7、黄土的等效骨架相应力及有效应力 天然饱和土的结构性一般包括了胶结物加固作用、电化学作用、土粒和孔隙空间排列不均匀表现的宏观作用。这些作用与土粒构架一起承担变形稳定时的附加应力作用，它们也构成了等效骨架相，其承受的应力为等效骨架相应力； 但是、饱和土等效孔隙中充满了可流动的液体，完全饱和状态时其中没有气体，在压缩作用下不会产生瞬时体缩； 7、黄土的等效骨架相应力及有效应力 非饱和土： 原状饱和土： 等效骨架相应力 等效流体相压力 等效骨架相应力 孔隙水压力 * * * 湿陷性黄土的结构性 及其变形强度特性 1、黄土的结构特征及其基本力学特性 2、非饱和结构性土的综合结构势 3、复杂应力条件下黄土的综合结构势 4、黄土的综合结构势应力应变关系 5、黄土的结构性强度变化规律 6、黄土的损伤特性 7、黄土的等效骨架相应力及有效应力 8、结束语 湿陷性黄土的结构性及其变形强度特性 1、黄土的结构特征及其基本力学特性 黄土的细观结构特征： 黄土的骨架由单粒、集粒、凝块组成； 黄土的骨架具有架空的大孔隙特征； 黄土颗粒间由盐分胶结、收缩膜联结； 黄土中存在微节理裂隙。 黄土的细观结构形成理论： 双电层理论 收缩膜理论 物质组成理论 1、黄土的结构特征及其基本力学特性 黄土细观结构的认识： 一定尺度内土粒构架在空间分布不均匀； 一定尺度内土粒构架中的孔隙在空间分 布不均匀； 土粒间有易溶盐胶结物加固土粒构架，且 胶结物随土中含水量的多少可能存在相变； 水气交界面：收缩膜对土粒构架有加固作用； 浸水、受荷作用下黄土细观结构的变化趋势： 土粒构架趋于稳定、分布均匀化；孔隙减小