第七章填土的力学性质.ppt

第七章 填土的力学性质 第一节 概述 人类很早就使用土修筑道路、堤坝和 作为某些建筑物（如挡土墙、地下室）周围的回填料。这种用土料填筑而成的土体称为填土或填方。 填土常用的研究方法： 1 是用击实仪进行室内击实试验 2 是在现场用碾压机具进行碾压试验 本章首先从不同土类出发介绍室内击实试验，以确定填土的击实特性（主要是含水率与干容重之间的关系）；然后对含水率和干容重下击实制备的试样研究其物理力学特性，从而为工程设计提供合理的计算参数。 第二节 细粒料的击实特性 一 击实试验 1 试验使用的主要仪器——击实仪 2 试验步骤： （1） 把某一含水率的试样分三层放入击实筒内，每放一层，用击锤打击一定次数，将土分层击实至满筒后，测定击实后的含水率和湿容重 ，便可算出土的干容重 （2） 以同样方法对数个不同的初始（试验前）含水率的试样进行试验，得出数个击实后的含水率与干容重，绘制含水率与干容重的关系曲线 含水率与干容重的关系曲线--这种反映土的击实特性的曲线，称为击实曲线，又称为含水率-干容重曲线 二 影响击实特性的因素 1．含水率的影响 2．不同土种类的影响 3．击实功能的影响 含水率低于最优含水率时（称偏干状态），土的击实干容重随含水率增加而增大，达到最优含水率时，填土的干容重就达到最大值。 含水率高于最优含水率时（称偏湿状态），土的干容重随含水率增多而减小。 粗粒含量较多的土，其最大干容重较高而最优含水率较小。 增大击实功，可使土的最优含水率变小，最大干容重增加。但干容重的增大并不与击实功增大成正比。且当土偏湿时，由于孔隙压力的出现，更使击实功的增密效果减小，故企图单纯用增大击实功以提高干容重效果并不好。 三 细粒料填筑标准的确定 土料填筑的压实标准包括干容重和含水率两个不可分割的的指标。细粒料的填筑含水率，应控制在最优含水率附近，其上、下限控制在–2%~+3%。 细粒填料的填筑质量以如下的压实度衡量 第三节 细粒料的力学性质 一 渗透性 二 压缩性 三 抗剪强度和应力应变特性 四 抗拉强度 一 渗透性 细粒料填土被击实后，偏干击实土与偏湿击实土的结构是不一样的。偏干击实土的孔隙比较偏湿的大，其渗透性也大 二 压缩性 试验表明，当试样的干容重一样时，偏湿击实土的压缩性要比偏干的大 因此，须确定填土受水饱和时不会产生附加压缩的下限含水率，以便施工时对填土的含水率进行控制 三 抗剪强度和应力应变特性 填土具有扰动的超固结粘性土的抗剪强度特性 高土石坝中，粘性土防渗体（心墙）发生抗拉强度 裂缝 ----土体的抗拉性能 最大拉伸性能 拉应力和拉应变的关系反映。 抗拉强度试验方法—单轴拉伸法 单轴拉伸试验仪器设备：采用三轴压缩试验设备，增设施加拉力的装置和夹具 试验时根据要求含水率与干容重进行击实备样。 试样为等截面的圆柱体；试样上下两端分别与试样帽和不透水板粘牢后放于压力室底座上，并用夹具、钩拉装置将试样下端固定并将上端与活塞连接。以应力（或应变）控制方式对试样分级加荷，并测读拉伸变形直至试样被拉断为止 优点： 设备与方法都较简单，可以准确确定抗拉强度值而且成果比较稳定。 由于受拉变形的绝对值很小，在这种情况下较难得到受拉变形特性曲线 第四节 粗粒料的击实特性 粗粒料是粒径大于0.075mm的颗粒含量超过50%的土 粗粒料填土具有下列一些特性：颗粒较粗，多呈单粒结构，易于压实，一般透水性强、压缩性低、强度高、性质稳定，是良好的填方材料 一 无粘性粗粒土的击实特性 定义：砂、砾石、堆石（包括石碴），其小于0.075mm的颗粒含量不大于15%（如按粒径小于0.074mm为准，则其颗粒含量不应大于15%），且能自由排水的无粘性土  （二）堆石（包括石渣）的压实特性 1．影响堆石压实的因素 （1）母岩性质、级配与细粒含量 （2）压实功 （3）含水率的影响 2．堆石压实标准的确定 目前，一般碾压堆石的压实标准主要根据前人的经验采用压实参数控制，即碾重10t，铺土厚度1～2m，碾压4~6遍，加水量20%～25%等作为填筑标准，其压实平均干容重达到20.0～22.0kN/m3；对于重要工程或高坝还要进行现场碾压试验来修正 二 粘性粗粒土的击实特性 粘性粗粒土如砾质土、风化料、冰碛土等，当其中小于0.1mm的细颗粒含量大于15%时，其压实标准如同细粒土一样，可用击实试验确定最大干容重和最优含水率wop 当母岩成份、风化程度一定时，粘性粗粒土的压实性能受含砾量（大于5mm）的影响 1．含砾量小于30%的情况 一般可用过5mm筛的细料按本章第二节小型击实仪的试验方法进行击实，获得细料的最大干容重