文章编号:167325196(2006)0420109203
兰州原状黄土剪切强度特性的试验研究
米海珍,李如梦,牛军贤
(兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州 730050)
摘要:对兰州原状黄土不同剪切方位、不同含水量试样进行了一系列常规三轴不固结不排水剪切试验研究.根据三轴剪切试验结果,分析了含水量和剪切方位对兰州黄土剪切强度参数的影响,得出原状黄土的粘聚力和内摩擦角并不是一个常数,而是随着含水量和剪切方位的变化而变化的结论,解释了其影响原因,提出了粘聚力、内摩擦角与含水量的关系表达式.
关键词:黄土;含水量;剪切强度;剪切方位
中图分类号:TU411.7 文献标识码:A
Experimental investigation of shear strength characteristics
of intact loess in Lanzhou
M I Hai2zhen,L I Ru2meng,N IU J un2xian
(College of Civil Engineering,Lanzhou Univ.of Tech.,Lanzhou 730050,China)
Abstract:The shear st rengt h characteristics of Lanzhou’s loess wit h different shearing inclinations and different water content s were investigated experimentally and in different manner.Based on t he t ri2axial test result s,t he influence of water content and shearing bearings on Lanzhou’s loess shear st rengt h param2 eters.The result s showed t hat t he cohesion and f riction angle of intact loess was not a constant but a varia2 ble wit h t he cohesion and friction angle,so t hat t he influence origin was interpreted.The dependence of cohesion and f riction angle on t he water content was presented,also.
K ey w ords:loess;water content;shear st rengt h;shearing bearings
土的抗剪强度是其重要的力学性质指标,有关这方面的研究已取得了许多成果[1～4].
工程地质勘察中的粘聚力、内摩擦角是有局限性的,一般情况下,粘聚力、内摩擦角不是一个定值,是受许多因素影响的,如土方的开挖、降水,土样的扰动等.以粘聚力和内摩擦角的最不利值进行工程设计能更好地保证工程的安全,因此研究土的抗剪强度指标与其影响因素的关系是有必要的.本文以黄土为例,从含水量和剪切方位(剪切方位以在常规三轴剪切试验中,试样圆柱体在原位时与水平面的夹角θ表示)两个方面研究黄土的剪切强度特性.
1 试样制备及试验方法
1.1 试样制备
土样采自兰州市兰工坪某处,采样深度为3～6
收稿日期:2005205210
作者简介:米海珍(19562),男,甘肃庆阳人,博士,副教授.
m.试样采用原状黄土,其基本物理力学性质见表1.试样直径为6.18cm,高度为12.5cm,制备成实测含水量分别为8.99%、11.75%、12.56%、17.25%,θ分别为0°、45°和90°共四组试样进行三轴试验.
表1 试验黄土物理力学指标
T ab.1 Physical and mechanical property indexes of loess 含水量w/%容重γ/(kN?m-3)孔隙比e比重G
4.151
5.220.78 2.69
塑限w p/%液限w l/%压缩系数/MPa-1湿陷性
19.126.30.250.04
1.2 试验条件
试验仪器为常规三轴仪,采用不固结不排水剪切试验,等应变速率控制,轴向应变速率为0.3 mm/min.
2 试验结果
2.1 试验现象
图1所示为含水量w为11.75%、剪切方位为
第32卷第4期2006年8月
兰 州 理 工 大 学 学 报
Journal of Lanzhou University of Technology
Vol.32No.4
Aug.2006
图1 主应力差与轴向应变的关系(w =11.75%,θ=90°)
Fig.1 Dependence of principal stress difference on axial
strain (w =11.75%,θ=90°)
90°的兰州黄土常规三轴不固结不排水剪切试验中
得到周围压力σ3分别为50、
100、150、200kPa 的应力2应变关系.试验结果表明,同一剪切方位、同一含
水量下的黄土试样在剪切过程中,主应力差(σ1-σ3)均随着σ3的增加而增加.应力应变曲线均呈加工硬化型,其硬化程度随着周围压力的增加而增加.
所有试样剪切后都没有明显破裂面而仅为中部膨大,试样两端断面尺寸均没有明显变化.轴向应变到达25%时,试样没有出现明显的强度峰值,其他试样试验现象类似.根据B G/T 50123—1999土工试验方法标准规定,轴向应变为15%时为试样破坏.2.2 三轴剪切强度包线
图2为含水量w 分别为8.99%、11.75%、12.56%、17.25%,剪切方位角度为45°时的原状黄土试样的三轴剪切强度包线.2.3 强度参数与剪切方位的关系
经过试验数据的处理,计算出不同剪切方位、不同含水量时的抗剪强度参数指标,见表2.粘聚力、内摩擦角与剪切方位之间的变化关系见图3、
4.
图2 兰州黄土三轴剪切强度包线(θ=45°)
Fig.2 I ntrinsic curve of tri 2axial shear strength of Lanzhou ’s loess (θ=45°)
表2 三轴剪切试验结果
T ab.2 R esults of tri 2axial test
剪切方位/(°)含水量/%8.9911.7512.5617.25c /kPa φ/(°)c /kPa φ/(°)c /kPa φ/(°
)c /kPa φ/(°)035.0428.5431.5927.4630.7527.3628.3226.704534.5629.5430.3828.5229.3028.3226.6327.5090
31.7730.2825.3829.3423.7429.2020.6128.76
3 试验结果分析
图2为原状黄土在剪切方位为45°时,4种不同含水量的三轴试验强度包络线,0°和90°时粘聚力和粘聚力的变化规律相似
.
图3 粘聚力随含水量的变化
Fig.3 R elationship of cohesion to w ater content
图2、3表明,在剪切方位不变时,粘聚力随着含
水量的增大而减小;在含水量不变时,粘聚力随着剪切方位角度的增大而减小.图2、4表明,在剪切方位
?011? 兰州理工大学学报 第32卷
图4 内摩擦角随含水量的变化
Fig.4 R elationship of friction to w ater content
不变时,随着含水量的增大,内摩擦角均略有减小;
在含水量不变的情况下,随着剪切方位角度的增大,摩擦角略有减小.
由试验数据可见,含水量对粘聚力有很大的影响,是控制其抗剪强度的重要状态参数.其原因可以这样理解,兰州黄土是一种支架大空隙微结构土,其强度主要取决于颗粒胶结物质的成分和性质,原状胶结物质主要是粘土矿物和碳酸钙,其次是黄土中的水溶盐和腐植质等.随着含水量的增大,溶解在水中的碳酸钙将增加,其粘粒将会有不同强度的结构联系,从而使原状黄土的粘聚力逐渐降低,使黄土的性质逐渐向疏松的纯细沙土靠近.有试验说明含水量太高(w =30%)时原状黄土的粘聚力为0,其性质像松散的细沙[5].
将表2中的数据点绘在(1/c ,1/w )坐标图上,发现这些点可以用一条直线拟合,这就是粘聚力与含水量的非线性关系,即
c =w/(aw +b )
(1)式中:c 为粘聚力;w 为含水量;a 、b 均为试验确定的系数.
经拟合后得出剪切方位角度为0°时,a =0.0428,b =-0.1295;45°时,a =0.0469,b =-0.1623;90°时,a =0.0673,b =-0.3219,相关系数的绝对值均在0.99以上.粘聚力与含水量的拟合曲线见图5
.
图5 粘聚力与含水量的回归关系
Fig.5 R elationship betw een predicted cohesion and w ater
content
将表2中的数据点绘在(1/φ,1/w )坐标图上,发现这些点也可以用一条直线拟合,这就是内摩擦
角与含水量的非线性关系,可以用以下关系表达:
φ=d exp (-w/e )+f (2)
式中:φ为内摩擦角;w 为含水量;d 、e 、f 均为试验确定的系数.
经拟合后得出取土角度为0°时,d =18.5,e =4.145,f =26.4;45°时,d =12.4,e =5.9,f =26.8;90°时,d =24.3,e =3.3,f =28.6.相关系数的绝对值均在0.98以上.内摩擦角与含水量的拟合曲线见图
6.
图6 内摩擦角与含水量的回归关系
Fig.6 R elationship betw een predicted friction angle and
w ater content
5 结论
1)兰州原状黄土没有明显强度峰值.
2)含水量是黄土的抗剪强度指标的主要影响
因素,其对粘聚力有很大的影响.含水量增加粘聚力
有很明显的下降;含水量对内磨擦角有微小的影响,随着含水量的增加内摩擦角减小.
3)粘聚力和含水量、内摩擦角与含水量之间分别存在非线性关系,粘聚力、内摩擦角均随着含水量的增加呈双曲线形式下降.这种非线性关系反映了黄土由于环境变化而表现为强度变化的特征.
参考文献:
[1] 袁聚云,杨熙章,赵锡宏,等.上海软土各向异性性状的试验研
究[J ].大地观测与土工测试,1996,20(2):10214.
[2] 赵红花,袁聚云,叶志成.上海褐黄色粉质粘土各向异性的试验
研究[J ].勘察科学技术,2002(4):21224.
[3] 缪林昌,仲晓晨,殷宗泽.膨胀土的强度与含水量的关系[J ].
岩土力学,1996,20(2):71274.
[4] 张宝森,张喜泉,张俊霞,等.土工合成材料工程特性试验研究
[J ].甘肃工业大学学报,2002,28(2):1032107.
[5] 吴炳琨.兰州黄土的变形性质与抗剪强度[C]//吴炳琨.吴炳
琨土力学与基础工程论文选集.北京:中国铁道出版社,1998:
29288.
?111?第4期 米海珍等:兰州原状黄土剪切强度特性的试验研究
土的工程地质特征 土是第四纪以来地壳表层的最新沉积物，未经胶结成岩，常称为松散土 一、土的分类 土的颗粒分组：《铁路工程岩石分类标准》 按颗粒级配，土分为碎石类土、砂类土、粉土、粘性土 按土的成因，土分为残积土、坡积土、冲积土、淤积土、风积土、崩积土等 特殊土是具有特殊的成分、状态、结构特征，而且具有特殊工程性质的土。 特殊土分为黄土、膨胀土、软土、冻土、红粘土、盐渍土、填土。 二、特殊土的工程性质 （一）黄土：是在干旱、半干旱气候条件下形成的第四纪的一种松散的特殊土。 黄土的特征： I. 颜色为淡黄、褐色或灰黄色； II. 粒度成分以粉土为主，约占有60%~70%，一般不含＞0.25mm的颗粒； III. 含各种可溶盐，富含碳酸盐（CaCO3），可形成钙质结核（姜结石）； IV. 孔隙多且大，结构疏松； V. 无层理，但有垂直节理和柱状节理。天然条件下能保持近于垂直的边坡； VI. 具有湿陷性。 具有(Ⅰ～Ⅴ)项特征的为标准黄土，只有其中部分特征的黄土叫黄土状土或黄土质土。 具有湿陷性的黄土为湿陷性黄土。 黄土的分布：黄土在世界上的分布面积达1300万km2，我国的黄土面积是世界上最大的，达64万km2，比法国和瑞士的面积总和还要大。黄土最厚处约410m左右，在兰州市七里河区西津村。在我国，西北、中原、华北、华东、东北等地均有分布，但主要集中在黄河的中游——陕、甘、宁、青及山西、河南一带，其厚度各不相同。陕甘地区多厚100～200m，薄处仅几公分。 黄土的分类： 1.按生成年代分类 老黄土下更新世Q1 （午城黄土） 中更新世Q2 （离石黄土） 新黄土上更新世Q3 （马兰黄土） 全新世Q41 、 新近堆积的黄土：全新世Q42 2.按生成过程分类：风积、坡积、残积、洪积、冲积等 3.按塑性指数IP分类 黄土质粘土IP＞17 黄土质砂粘土7＜IP≤17 黄土质粘砂土1＜IP≤7 黄土质砂土IP≤1 4.按湿陷性分类 （1）湿陷性：自重湿陷性非自重湿陷性 （2）非湿陷性 划分自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土，对工程建设有明显的现实意义。 在自重湿陷性黄土地区 修筑的渠道与渠道平行的裂缝；管道漏水后管道断裂； 路基受水后局部严重坍塌；地基土很大的裂缝或倾斜
弹底弯曲强度分析 1.弹底应力的计算 平底弹底的应力分析是将其简化为一周边夹持的圆板，受轴向有效载荷_ z p 的作用后，发生弯曲，板内各点的应力计算，可利用受均布载荷的圆板弯曲公式计算. 单独考虑弹底算板的应力状态，将弹底圆板与弹体壁分开，其相互作用可用一个力偶M 0和一个剪力F 来代替(图3-4），算板的应力状态可通过这些载荷来分析确定。 由弹性理论可知，受均布载荷的圆板其任一点N 的应力与变形的关系(图3-5）为: ??????+-=r dr d Ez r ?μ? μσ2 1 ?? ????+-= dr d r Ez t ?μ?μσ2 1 （ 3-2-48 ) 式中 σr ，σt 一为N 点的径向应力与切向应力； φ— N 点的角变形； Z —N 点的Z 坐标位置； r —N 点的r 坐标位置。 图3-4 弹底圆板的载荷 图3-5 圆板的弯曲变形 由图3-5可看出，圆板下表面受压缩变形，其上的应力为负；上表面受拉伸变形，它的应
力为正。 故弹底圆板的角变形可由下述公式得出 ()μμμ?+-??? ? ??-++= 11316022_ D r M r r D r p d z d （ 3-2-49 ) 式中 D —圆板的抗弯刚度，由下式表示 ()2112μ-=d Et D （ 3-2-50 ） r d 一弹底圆板外半径； t d 一弹底圆板厚度。 从式中可见，圆板中心处r=0，角变形φ=0，所以仍为对称变形。将（3-2-49 )式代入（3-2-50）式中.即可求出σr 与σt 。但在代入求解以前，应先求出弹底与弹体的相互作用力偶Mo 。 为了求出Mo ，需要分析弹体的变形，将弹尾部看成端部受Mo 力偶作用的空圆筒(图3-6)，并分析其角变形。 图3-6 弹尾部的角变形 然后再将弹体壁简化为弹性基础梁，受力偶M 。的作用， 按弹性理论，离底面距离为之的任一点的角变形为: z e D M z b b ββ ?βcos 0-= ( 3-2-51 ） 式中D 一圆筒的抗弯刚度， ()2 3112μ-= b b Et D ( 3-2-52 ) t b ——圆筒壁厚；
35CrMo抗拉强度和35CrMo屈服强度 35CrMo抗拉强度和35CrMo屈服强度知识： 材料名称：合金结构钢 牌号：35CrMo 标准：GB/T 3077-1988 ●35CrMo特性及适用范围： 有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高，高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达500℃；冷变形时塑性中等，焊接性差。用作在高负荷下工作的重要结构件，如车辆和发动机的传动件；汽轮发电机的转子、主轴、重载荷的传动轴，大断面零件 ●35CrMo化学成份： 碳 C ：0.32～0.40 硅 Si：0.17～0.37 锰 Mn：0.40～0.70 硫 S ：允许残余含量≤0.035 磷 P ：允许残余含量≤0.035 铬 Cr：0.80～1.10 镍 Ni：允许残余含量≤0.030 铜 Cu：允许残余含量≤0.030 钼 Mo：0.15～0.25 ●35CrMo力学性能： 抗拉强度σb (MPa)：≥985(100) 屈服强度σs (MPa)：≥835(85) 伸长率δ5 (％)：≥12 断面收缩率ψ (％)：≥45 冲击功 Akv (J)：≥63 冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥78(8) 硬度：≤229HB 试样尺寸：试样毛坯尺寸为25mm ●35CrMo热处理规范及金相组织： 热处理规范：淬火850℃,油冷;回火550℃,水冷、油冷。 ●35CrMo交货状态：以热处理（正火、退火或高温回火）或不热处理状态交货，交货状态应在合同中注明。
40Cr的屈服强度、化学成分、力学性能 【40cr化学成分】 根据标准GB/T 3077-1999： 【40cr力学性能】 试样毛坯尺寸（mm）：25 热处理： 第一次淬火加热温度（℃）：850；冷却剂：油 第二次淬火加热温度（℃）：- 回火加热温度（℃）：520；冷却剂：水、油 抗拉强度（σb/MPa）：≥980 屈服点（σs/MPa）：≥785 断后伸长率（δ5/%）：≥9 断面收缩率（ψ/%）：≥45 冲击吸收功（Aku2/J）：≥47 布氏硬度（HBS100/3000）（退火或高温回火状态）：≤207 【40cr参考对应钢号】 我国GB的标准钢号是40Cr、德国DIN标准材料编号1.17035/1.7045、德国DIN标准钢号41Cr4/42Gr4、英国EN标准钢号18、英国BS标准钢号41Cr4、法国AFNOR标准钢号42C4、法国NF标准钢号38Cr4/41Cr4、意大利UNI标准钢号41Cr4、比利时NBN标准钢号42Cr4、瑞典SS标准钢号2245、美国AISI/SAE/ASTM 标准钢号5140、日本JIS标准钢号SCr440(H)/SCr440、美国AISI/SAE/ASTM标准钢号5140、国际标准化组织ISO标准钢号41Cr4。 【40cr临界点温度】 （近似值） Acm=780℃ 【40cr正火规范】
砂性土与湿陷性黄土工程特性及分类 一、砂性土的分类及工程特性 （一）砂性土的分类 砂性土（sandy soil）指的是含砂土粒含量较多且具有一定粘性的土。砂性土颗粒间粘聚力比较小，性质松散，主要由0.075 mm～2 mm的颗粒所组成无塑性的土，按粒度组成可分为粗砂、中砂、细砂和粉砂等。砂性土在第四纪沉积物中，以及现代滨海、河流、湖泊、沙漠地带有广泛的分布，其主要矿物成分为石英、长石、云母等，由暴露于地表的各类岩石经物理风化破碎、再经过机械搬运、磨蚀、分选、堆积而形成，其中纯砂，例如石英砂，还必须促使不稳定矿物化学分解才能形成。 砂性土内摩擦力小，不具粘着性和塑性，但透水性极强，其含水量合理范围的空间大，容易压实，压实后水稳性好，强度较高，毛细作用小。由于砂性土既具有一定数量的粗粒组，使路基具有足够的强度和水稳性，又具有一定数量的细颗粒，使土具有一定的粘性，不至于过分松散，因此砂性土的颗粒组成接近于最佳级配[29]。并且砂性土层是良好的含水层，作建筑地基时易压密，沉降量小，砂性土的天然密实程度是控制其工程地质性质的主要因素，因此，砂性土不可避免地成为土方填料的重要来源之一。按密实程度可分为疏松的砂、中密的砂和密实的砂。就填筑路基来说，最合适的是砂砾土、砾土、亚砂土等，用这些土作为路基填料不容易引起路基沉陷。 二、砂性土的工程特性 （1）抗剪强度随着含水量的增加而增加，当强度增加到最大值时，含水量如果还继续增加，则剪切强度就会减小； （2）压缩模量随着法向应力的增加而增加，载荷对砂土的密实起着关键的作用； （3）随着压实度的增加，CBR值明显增加，但浸水状态的CBR值比没有浸水状态要低的多。 苏广和等对级配不太良好的粉土质砂进行了一系列的动力特性分析，得出以下结论 （1）粉细砂的工程特性比较差，在动应力和重复载荷作用下，其抗剪强度有大幅度的衰减，将严重影响路基稳定性； （2）细砂土的累积应变随着加载次数的增加而增大； （3）密度小的粉细砂随着围压的增大，动弹性模量增加趋势明显，密度大的粉细砂随着围压的增加，动弹性模量逐渐减小； （4）动载荷频率在2 Hz～5 Hz之间变化时，频率对动弹性模量大小的影响并不明显，但是，动
A卷 一名词解释 1黄土的微结构特征：是指构成土体的固体颗粒和与其有关的空隙特征，以及他们在空间上的排列形式。 2防护距离：是指湿陷性黄土地区防止建筑物地基受管道或水池等渗透影响的最小距离。 3黄土的湿陷性：是指在上覆自重应力或总应力（自重应力加附加应力）作用下，当受水浸湿时产生急剧而大量的附加下沉现象。 4围岩压力：是指周围岩土体作用于隧道和地下工程衬砌或支护上的荷载，也称围岩压力。 5湿陷系数：是单位高度土样在一定压力（自重应力或自重应力加附加应力）作用下浸水后产生的湿陷量。 二填空题 1地貌按形态和规模分为：大型地貌，中型地貌，小型地貌。 2多层建筑的室内地坪至少高出室外地坪；450毫米。 3根据黄土的空隙组成并考虑黄土颗粒组成特征，黄土空隙可按大小分为四类：大空隙，中空隙，小空隙，微空隙。 4根据湿陷系数大小可以把湿陷黄土的湿陷强烈程度分为湿陷性轻微，湿陷性中等，湿陷性强烈。 5当按现场静载荷试验结果确定湿陷起始压力时，应在压力与浸水下沉曲线上，取其转折点所对应的压力作为湿陷起始压力，当转折点不明显时，可取浸水下沉量与承载压板直经或宽度之比值等于 0.017作为湿陷起始压力。 6绘制P-S曲线对应于该曲线傻上，湿陷系数值为0.015所对应的压力作为湿陷性起始压力。 7湿陷起始压力可用室内压缩试验和野外载荷试验两种试验方法确定，不论采用哪种试验方法，都用单线法和双线法两种。 8各类建筑物与新建水渠之间的距离，在非自重湿陷性，不得小于湿陷性黄土层厚度的3倍，并不应小于25米。 9圈梁应在同一标高处闭合，遇有洞口时应上下搭接，搭接长度不应小于其竖向间距的2倍，且不得小于1米。 10按场地复杂程度可将场地划分为：简单场地，中等复杂场地和复杂场地三类。 三简答题 1简述黄土的全部特征？ 答：风力搬运沉积，无层理；颜色以黄褐色为主，有时呈灰黄色；颗粒以粉粒为主；富含碳酸钙盐类；垂直节理发育；一般有肉眼可见的大孔隙。 2简述影响黄土湿陷性的因素？ 答：可分为内因和外因两方面。 内因主要是由于土本身的物质成分（指颗粒组成，矿物成分和化学成分）结构及含水量。外因是水和压力的作用。 3简述黄土滑坡治理的原则及治理措施？ 答：原则：预防为主，防治结合，查明情况，对症下药，综合治理，有主有次，早治小治，贵在及时，力求根治，以防后患，因地制宜，就地取材，安全经济，正确施工。 措施：（1）避绕；对于大，中规模的滑坡或滑坡群，防治困难或整治工程成本太大，又具备避开条件，应以绕避为宜，以免对场地造成危害。（2）削坡减载；通过削减坡角或降低坡高来减轻斜坡不稳定性，减少斜坡下滑力。（3）支挡；支挡可采用抗滑桩，挡土墙和锚杆，锚索等措施增加抗滑力。 （4）排水防水；做好地表和地下水排水工作，减轻水对斜坡的危害性。 4简述湿陷性黄土的压缩变形和湿陷变形？ 答：压缩变形：指土在天然含水量下由于建筑物在地基内的附加应力所引起的它随时间的增大而很快稳定。 湿陷变形：是当地基的压缩变形还未稳定或稳定后，建筑物的荷载不改变，由于地基受水浸湿引起的附加变形（即湿陷）。 5简述计算围岩压力的普氏理论的基本原理？
黄土特性 黄土或黄土状土是一种多孔隙、弱胶结的第四纪沉积物。我国黄土分布广范,6.6% 的国土面积被黄土覆盖,黄土主要分布在我国中西部地区,其中以西北地区的黄土地层 最厚,最完整。黄土具有颜色淡黄至褐黄、大孔隙、结构疏松、具直立节理(破坏时能 保持直壁)、常含有盐类(主要为碳酸盐与硫酸盐)、成分均匀无层理和遇水具有湿陷性等 显著特点。 3.1.1典型物理化学性质 黄土的颗粒粒径大部分为0.25~以下,主要以粉粒(0.05~0.005~)为主,含量多大于50%,一般土颗粒粒径大小在0.002一200~之间。黄土的粘粒部分(<0.005~)基本上由粘土矿物组成,如蒙脱石、高岭石、绿高岭石和水云母。根据粘土矿物的含量百分比,可将黄土分为蒙脱石黄土、蒙脱石一高岭石黄土和蒙脱石一水云母黄土。粘土矿物成分和比例在某种程度上体现着黄土的湿陷性,因为各种粘土矿物的亲水性不同。如高岭石和水云母等能促使黄土湿陷的发生与发展,而蒙脱石、绿高岭石和水云母等具有特殊的膨胀性,可以阻止湿陷过程的发展。 黄土粉细砂粒部分(0.1一0.05~),其矿物同水不起作用,不影响湿陷过程。在粗粒造岩矿物中,石英、长石和碳酸盐含量较大,对湿陷性无重大影响,而细散粘粒对湿陷过程起重大积极作用,因其具有大的比表面积,会使黄土膨胀、收缩或湿陷,具有不同的力学性质,如压缩、强度等。粉粒在黄土颗粒组成中占绝对优势,而粒径为0.05~0.01~粗粉粒含量最大,一般在50%~60%范围,其浸水活动性也最强。因此有人认为粉粒含量>70%者为重粉质黄土,50%一70%者为中粉质黄土,<50%者为轻粉质黄土。随着浸水,其团粒破坏特征亦不同,所表现的湿陷性亦不同。主要成分:黄土中轻矿物含量占矿物总含量的90%一%%,主要由石英、长石和云母等组成;黄土中的重矿物含量较少,含量在4%~10%之间;黄土的物理力学性质主要由粘土矿物(伊犁石)的多少来决定。而一般土中的粘土与粗矿物成分所占的比例并无规律,或大或小。 化学性质:黄土中的化学成份主要为A12O3和5102,二者含量占总量的60%,其他化学成分还有CaO、Feo和FeZO等。一般土中的这些化学组成并无规律。微观结构:黄上由结构单元(单矿物、集合体和凝块)、胶结物(粘粒、有机质和CaCO3)和空隙(大孔隙、架空孔隙和粒间孔隙等)三部分组成,它表明从空间结构体系的力学强度和稳定性角度分析,构成黄土结构体系的支柱是骨架颗粒。骨架颗粒形态表征传力性能和变形性质,骨架颗粒的连接形式直接影响土结构体系的胶结强度,骨架颗粒的排列方式决定结构体系的稳定性。而一般土的微观结构则表现为单粒结构、片架结构和片堆结构等形式。 3.1.2物理力学性质 黄上物理力学性质的特殊性表现为压密性、振陷性和湿陷性这三个方面。黄土在动 静荷载及浸水后,均可引起振陷变形、湿陷变形和压密变形,振陷变形与湿陷变形分别以振动和浸湿作为诱发因素,使黄土的结构破坏而发生附加湿陷,有时则表现为黄土液化。黄土的湿陷性变形具有突变性、不可逆性和非连续性。黄土与其他一般土相同,一定压应力作用下黄土会出现弹性变形、压密变形、塑性变形和蠕变变形。对于经振动压实后的黄土其性质与一般土有明显的不同,其主要表现为: 1、湿陷性。压实黄土的湿陷性,随干容重和压实功的减小而增大,随含水量增加 而减小。 2、饱和度、渗透性和压缩性。压实黄土的基本性质因含水量的不同而有很大区别, 表现为:其饱和度随含水量的增大而显著减小;渗透系数在最佳含水量附近有一个峰值; 当含水量稍大于最佳含水量时,土体随含水量的增加压缩性显著减小,土体的稳定性也因水份增加而减弱。
湿陷性黄土的工程特性 湿陷性黄土是一种特殊性质的土，其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿，土结构会迅速破坏，产生较大附加下沉，强度迅速降低。故在湿陷性黄土场地上进行建设，应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度，采取以地基处理为主的综合措施，防止地基湿陷对建筑产生危害。 折叠湿陷性黄土的颗粒组成 我国湿陷性黄土的颗粒主要为粉土颗粒，占总重量约50~70%，而粉土颗粒中又以0.05~0.01mm的粗粉土颗粒为多，占总重约40.60%，小于0.005mm的粘土颗粒较少，占总重约14.28%，大于0.1mm的细砂颗粒占总重在5%以内，基本上无大于0.25mm的中砂颗粒。从以下表1可见，湿润陷性黄土的颗粒从西北向东南有逐渐变细的规律。 表l 湿陷性黄土的颗粒组成 单位:mm
折叠土的湿度和密度 湿陷性黄土之所以在一定压力下受水时产生显著附加下沉，除上述在遇水时颗粒接触点处胶结物的软化作用外，还在于土的欠压密状态，干旱气候条件下，无论是风积或是坡积和洪积的黄土层，其蒸发影响深度大于大气降水的影响深度，在其形成过程中，充分的压力和适宜的湿度往往不能同时具备，导致土层的压密欠佳。接近地表2--3米的土层，受大气降水的影响，一般具有适宜压密的湿度，但此时上覆土重很小，土层得不到充分的压密，便形成了低湿度、高孔隙率的湿陷性黄土。 湿陷性黄土在天然状态下保持低湿和高孔隙率是其产生湿陷的充分条件。我国湿陷性黄土分布地区大部分年平均降雨量约在250~500mm，而蒸发量却远远超过降雨量，因而湿陷性黄土的天然湿度一般在塑限含水量左右，或更低一些。 表3 我国湿陷性黄土的天然含.it~mm,液限值 折叠湿陷性黄土地基处理 湿陷性黄土地基处理的目的主要是通过消除黄土的湿陷性，提高地基的承载力。 常用的地基处理方法有:土或灰土垫层、土桩或灰土桩、强夯法、重锤夯实法、桩基础、预浸水法等。 各类地基的处理方法都应因地制宜，通过技术比较后合理选用。 对于Ⅱ级以上湿陷性黄土地基处理如采用土或灰土垫层、土桩或灰土桩、桩基础预浸水法，不同程度存在工作量大、花费劳力多、施工现场占地大、工期长、造价高等缺点。近几年来，强夯法以其处理地基施工简便、速度快、效果好、造价低等优点，在全国湿陷性黄土地区得到广泛应用和推广。
22 黄土湿陷性试验 22.1 一般规定 22.1.1 黄土湿陷性是黄土在一定的压力、浸水作用下，产生压缩、湿陷变形的过程。 22.1.2 黄土湿陷性试验应根据不同工程要求，分别测定黄土的湿陷系数、自重湿陷系数和湿陷起始压力。 22.1.3 本试验在同一土样中制备的试样密度差值不得大于0.03 g/cm3。 22.2 湿陷系数的测定 22.2.1 本试验采用的仪器设备应符合本规程第15.2.1条规定。环刀面积不得小于50cm2。 22.2.2 试验操作应按下列步骤进行： 1 切土时，应使试样的加荷方向与土层受压方向一致。如遇有大孔隙贯通试样时，应用切余的碎土填入堵塞。 2 试样安装及施加预压应按本规程第15.2.2条第2~3款步骤进行。浸水水质应采用纯水，当有特殊要求时，可按要求的水质浸水，但应在报告中加以注明水质条件。 3 记录初读数后，立即卸除预压力，开始施加第一级压力50 kPa，加压后，每隔1h测记百分表读数一次，直至试样变形稳定为止。 4 加压等级一般为50、100、150、200 kPa，最后一级压力应按取土深度而定：从基底算起至10m深度以内，压力为200 kPa；10 m以下至非湿陷性土层顶面，使用其上覆土层的饱和自重压力，当大于300 kPa时，仍应用300 kPa；当基底压力大于300 kPa时，宜按实际压力确定。 5 当试样在最后一级压力下变形稳定后，向容器内注入纯水，水面应高出试样顶面，并保持该水面直至试验结束。每隔1h测读百分表一次，直至试样变形稳定为止。稳定标准为0.01mm/h。 6拆卸仪器及试样应符合本规程第15.2.2条第11款的规定。 22.2.3 试验结果应按下式计算：
文章编号:167325196(2006)0420109203 兰州原状黄土剪切强度特性的试验研究 米海珍,李如梦,牛军贤 (兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州 730050) 摘要:对兰州原状黄土不同剪切方位、不同含水量试样进行了一系列常规三轴不固结不排水剪切试验研究.根据三轴剪切试验结果,分析了含水量和剪切方位对兰州黄土剪切强度参数的影响,得出原状黄土的粘聚力和内摩擦角并不是一个常数,而是随着含水量和剪切方位的变化而变化的结论,解释了其影响原因,提出了粘聚力、内摩擦角与含水量的关系表达式. 关键词:黄土;含水量;剪切强度;剪切方位 中图分类号:TU411.7 文献标识码:A Experimental investigation of shear strength characteristics of intact loess in Lanzhou M I Hai2zhen,L I Ru2meng,N IU J un2xian (College of Civil Engineering,Lanzhou Univ.of Tech.,Lanzhou 730050,China) Abstract:The shear st rengt h characteristics of Lanzhou’s loess wit h different shearing inclinations and different water content s were investigated experimentally and in different manner.Based on t he t ri2axial test result s,t he influence of water content and shearing bearings on Lanzhou’s loess shear st rengt h param2 eters.The result s showed t hat t he cohesion and f riction angle of intact loess was not a constant but a varia2 ble wit h t he cohesion and friction angle,so t hat t he influence origin was interpreted.The dependence of cohesion and f riction angle on t he water content was presented,also. K ey w ords:loess;water content;shear st rengt h;shearing bearings 土的抗剪强度是其重要的力学性质指标,有关这方面的研究已取得了许多成果[1～4]. 工程地质勘察中的粘聚力、内摩擦角是有局限性的,一般情况下,粘聚力、内摩擦角不是一个定值,是受许多因素影响的,如土方的开挖、降水,土样的扰动等.以粘聚力和内摩擦角的最不利值进行工程设计能更好地保证工程的安全,因此研究土的抗剪强度指标与其影响因素的关系是有必要的.本文以黄土为例,从含水量和剪切方位(剪切方位以在常规三轴剪切试验中,试样圆柱体在原位时与水平面的夹角θ表示)两个方面研究黄土的剪切强度特性. 1 试样制备及试验方法 1.1 试样制备 土样采自兰州市兰工坪某处,采样深度为3～6 收稿日期:2005205210 作者简介:米海珍(19562),男,甘肃庆阳人,博士,副教授. m.试样采用原状黄土,其基本物理力学性质见表1.试样直径为6.18cm,高度为12.5cm,制备成实测含水量分别为8.99%、11.75%、12.56%、17.25%,θ分别为0°、45°和90°共四组试样进行三轴试验. 表1 试验黄土物理力学指标 T ab.1 Physical and mechanical property indexes of loess 含水量w/%容重γ/(kN?m-3)孔隙比e比重G 4.151 5.220.78 2.69 塑限w p/%液限w l/%压缩系数/MPa-1湿陷性 19.126.30.250.04 1.2 试验条件 试验仪器为常规三轴仪,采用不固结不排水剪切试验,等应变速率控制,轴向应变速率为0.3 mm/min. 2 试验结果 2.1 试验现象 图1所示为含水量w为11.75%、剪切方位为 第32卷第4期2006年8月 兰 州 理 工 大 学 学 报 Journal of Lanzhou University of Technology Vol.32No.4 Aug.2006
钢筋抗拉强度标准值和屈服强度的标准值有什么区别 普通钢筋的抗拉强度设计值?y是普通钢筋强度标准值（屈服强度标准值）除以材料分项系数γs。钢筋的强度标准值应具有不小于95％的保证率。钢筋屈服强度特征值是在无限多次检验中，与某一规定概率所对应的分位值。屈服强度的标准值?yk相当于钢筋标准中的屈服强度特征值ReL。 如表4.2.3-1中抗拉强度设计值?y及抗压强度设计值?ˊy是由表4.2.2-1中屈服强度标准值?yk除以材料分项系数γs所得： HPB300的270（N/mm2），是300÷1.10＝272.7＝270（N/mm2）； HRB335的300（N/mm2），是335÷1.10＝304.5＝300（N/mm2）； HRB400的360（N/mm2），是400÷1.10＝363.6＝360（N/mm2）； HRB500的435（N/mm2），是500÷1.15＝434.7＝435（N/mm2）。 设计是根据钢产品标准的修改，不再限制钢筋材料的化学成分和制作工艺，而按性能确定钢筋的牌号和强度级别，并以相应的符号表达。普通钢筋采用屈服强度标志。增列了钢筋极限强度（即钢筋拉断前相于最大拉力下的强度）的标准值?stk，相当于钢筋标准中的抗拉强度特征值Rm。 钢筋的强度设计值为其强度标准值除以材料分项系数γs的数值。延性较好的热轧钢筋γs取1.10。但对新列入的高强度500MPa级钢筋适当提高安全储备，取为1.15。 向左转|向右转 向左转|向右转
参考资料：《混凝土结构设计规范》GB50010-2010和《钢筋混凝土用钢第1部 分热轧光圆钢筋》GB1499.1-2008和《钢筋混凝土用钢第2部分热轧带肋钢筋》 GB1499.2-2007 钢筋抗拉强度、抗拉强度标准值、设计值区别，帮解释下 以HRB335为例，抗拉强度为455，标准值为355，设计值为300，为什么抗拉强度标准值和抗拉强度怎么不一样，还有，为什么屈服强度等于抗拉强度标准值？ 答：钢筋在受到外力作用下会产生变形，变形过程分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。在屈服阶段之前，如果卸去外力，还可以恢复到以前状态（物理变化），标准值说的就是下屈服值（例：HRB335钢筋屈服点为335Mpa。抗拉强度为最大力强度，即为455Mpa.）一般设计时都采用屈服强度为设计值，所以设计值远远小于抗拉强度，就是考虑到钢筋在收到外力作用下的变形，（即：在达到屈服强度还可以回复原来状态）。
湿陷性黄土的工程特性 摘要：湿陷性黄土使一种特殊性质的土，在一定的压力下，下沉稳定后，受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉，故在润陷性黄土场地上进行建设，应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度，采取以地基处理为主的综合措施，防止地基湿陷对建筑产生危害。 关键词：湿陷性黄土；工程特性 l湿陷性黄土的颗粒组成 我国湿陷性黄土的颗粒主要为粉土颗粒，占总重量约50～70％，而粉土颗粒中又以0．05～O．01ram的粗粉土颗粒为多，占总重约40。60％，小于0．005ram的粘土颗粒较少，占总重约14。28％，大于0．1rnm的细砂颗粒占总重在5％以内，基本上无大于0．25mm 的中砂颗粒。从以下表1可见，湿润陷性黄土的颗粒从西北向东南有逐渐变细的规律。 表l 湿陷性黄土的颗粒(mm)组成 上述颗粒的矿物成分，粗颗粒中主要是石英和长石，粘粒中主要是中等亲水性的伊利石(见表2)。此外，在湿陷性黄土中又含有较多的水溶盐，呈固态或半固态分布在各种颗粒的表面。
黄土是干旱或半干旱气候条件下的沉积物，在生成初期，土中水分不断蒸发，土孔隙中的毛细作用，使水分逐渐集聚到较粗颗粒的接触点处。同时，细粉粒、粘粒和一些水溶盐类也不同程度的集聚到粗颗粒的接触点形成胶结。 试验研究表明，粗粉粒和砂粒在黄土结构中起骨架作用，由于在湿陷性黄土中砂粒含量很少，而且大部分砂粒不能直接接触，能直接接触的大多为粗粉粒。细粉粒通常依附在较大颗粒表面，特别是集聚在较大颗粒的接触点处与胶体物质一起作为填充材料。粘粒以及土体中所含的各种化学物质如铝、铁物质和一些无定型的盐类等，多集聚在较大颗粒的接触点起胶结和半胶结作用，作为黄土骨架的砂粒和粗粉粒，在天然状态下，由于上述胶结物的凝聚结晶作用被牢固的粘结着，故使湿陷性黄土具有较高的强度，而遇水时，水对各种胶结物的软化作用，土的强度突然下降便产生湿陷。 2土的湿度和密度 湿陷性黄土之所以在一定压力下受水时产生显著附加下沉，除上述在遇水时颗粒接触点处胶结物的软化作用外，还在于土的欠压密状态，干旱气候条件下，无论是风积或是坡积和洪积的黄土层，其蒸发影响深度大于大气降水的影响深度，在其形成过程中，充分的压力和适宜的湿度往往不能同时具备，导致土层的压密欠佳。接近地表2--3米的土层，受大气降水的影响，一般具有适宜压密的湿度，但此时上覆土重很小，土层得不到充分的压密，便形成了低湿度、高孔隙率的湿陷性黄土。 湿陷性黄土在天然状态下保持低湿和高孔隙率是其产生湿陷的充分条件。我国湿陷性黄土分布地区大部分年平均降雨量约在250～500ram，而蒸发量却远远超过降雨量，因而湿陷性黄土的天然湿度一般在塑限含水量左右，或更低一些。 表4 我国湿陷性黄土的孔隙
第六章 弯曲应力和强度 1、 纯弯曲时的正应力 横力弯曲时， 0≠=Q dx dM 。 ，纯弯曲时，梁的横截面上只有弯曲正应力，没有弯曲剪应力。 根据上述实验观察到的纯弯曲的变形现象，经过判断、综合和推理，可作出如下假设： （1）梁的横截面在纯弯曲变形后仍保持为平面，并垂直于梁弯曲后的轴线。横截面只是绕其面内的某一轴线刚性地转了一个角度。这就是弯曲变形的平面假设。 （2）梁的纵向纤维间无挤压，只是发生了简单的轴向拉伸或压缩。 （2）物理关系 根据梁的纵向纤维间无挤压，而只是发生简单拉伸或压缩的假设。当横截面上的正应力不超过材料的比例极限P ρ时，可由虎克定律得到横截面上坐标为y 处各点的正应力为 y E E ρ εσ= = 该式表明，横截面上各点的正应力σ与点的坐标y 成正比，由于截面上 ρ E 为常数，说 明弯曲正应力沿截面高度按线性规律分布，如图所示。中性轴z 上各点的正应力均为零，中 性轴上部横截面的各点均为压应力，而下部各点则均为拉应力。 （3）静力关系 截面上的最大正应力为 z I My max max = σ 如引入符号 m a x y I W z z = 则截面上最大弯曲正应力可以表达为
z W M = max σ 式中，z W 称为截面图形的抗截面模量。它只与截面图形的几何性质有关，其量纲为[] 3 长度。矩形截面和圆截面的抗弯截面模量分别为： 高为h ，宽为b 的矩形截面： 62 1223 max bh h bh y I W z z === 直径为d 的圆截面： 322 6433 max d d d y I W z z ∏=∏== 至于各种型钢的抗弯截面模量，可从附录Ⅱ的型钢表中查找。 若梁的横截面对中性轴不对称，则其截面上的最大拉应力和最大压应力并不相等，例如 T 形截面。这时，应把1y 和2y 分别代入正应力公式，计算截面上的最大正应力。 最大拉应力为： z t I My 1 )(= σ 最大压应力为： z e I My 2 )(= σ 2、横力弯曲时的正应力 z I My = σ 对横力弯曲时的细长梁，可以用纯弯曲时梁横截面上的正应力计算公式计算梁的横截面上的弯曲正应力。
兰州地区湿陷性黄土设计方法专题讨论 城市设计七所 中煤科工集团重庆设计研究院有限公司 2017年04月21日
目 录 第一篇场地地质参考资料 第二篇依据规范及相关规定 第三篇计算及分析 第四篇结论及推荐措施
第一篇 场地地质参考资料 本项目地灾评估报告 相邻项目地勘报告
①层人工填土：为新近有组织填土，土质不均，稍密~中密，分部于整个场地。层厚3.5~40米，平均厚度11.6米 。压实系数0.7~0.92，由于含水量低（平均7.86%） ，造成干强度高 。欠固结，具自重湿陷性，湿陷等级为Ⅳ级（很严重）。F ak =120KPa，E 0=12MPa。 ②层黄土装粉土：稍密~中密，干强度高。层厚1.7~42.8米，平均厚度23.25米。具自重湿陷性，湿陷等级为Ⅳ级（很严重）。 F ak =80KPa，E 0=10MPa。③层卵石层：稍密~中密，分布不连续，程透镜体分布，层厚1.5~8.8米。 F ak =400KPa，E 0=30MPa。 ④层强风化砂砾岩：埋深16~53米，层厚1.8~22.3米，平均厚度7.6米（局部域层厚）。 F ak =300KPa，E 0=20MPa。④1层中风化砂砾岩：埋深23~60.8米，层厚度超过100米， F ak =500KPa，E 0=500MPa。场地未见地下水。 1.2 相邻项目地勘 项目位置 典型地质剖面1典型地质剖面2
1.3 项目情况 项目地勘情况： 湿陷性建筑类别： 推测，项目地勘情况接近参考相 邻项目地勘，以相邻项目地勘资料 进行分析。 项目情况： 本项目为住宅小区项目，项目为 规划方案阶段，推测应以高层建筑 为主，大多数为20~30层，少量商 业、辅助用房、车库为1~3层建筑。 预计本项目含有以上甲、乙、丙、丁四类建筑，但 主要为甲、乙类建筑。
目录 第一章绪论 (1) 1.1选题依据及研究意义 (1) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3研究内容及技术路线 (8) 1.3.1主要研究内容 (8) 1.3.2研究技术路线 (9) 第二章黄土湿陷试验及试验数据分析 (10) 2.1试验土样来源背景 (10) 2.2 室内试验研究 (11) 2.2.1 粒度分析试验 (11) 2.2.2 界限含水率试验 (13) 2.2.3比重试验 (13) 2.2.4室内湿陷性试验 (14) 2.3试验结果分析 (16) 2.3.1不同浸水条件下的P-S（压力-变形量）关系曲线分析 (16) 2.3.2 不同浸水条件下的H-S（土样深度-变形量）关系曲线分析 (17) 2.3.3 不同地域土样的P-δs关系曲线分析 (17) 2.3.4 不同地区土样的H-δs关系曲线分析 (18) 2.4小结 (19) 第三章湿陷性黄土微观结构定性分析 (20) 3.1 微结构分析方法介绍 (20) 3.1.1 扫描电子显微镜测试技术的应用 (20) 3.1.2试样制备 (21) 3.1.3微观图像的采集 (24) 3.2 微结构的定性分析 (25) 3.2.1黄土骨架颗粒的接触关系[10] (26) 3.2.2 黄土的孔隙类型 (27) 3.2.3 黄土胶结结构类型 (28) 3.2.4 湿陷前后黄土微观结构特征 (30) 3.3黄土湿陷的微观解释 (33) 3.4黄土微结构分类与放大倍数的关系 (35) 3.5小结 (37) 第四章基于IPP图像处理软件的微观结构定量分析 (38) 4.1Image-Pro Plus 6.0软件简介 (38) 4.2利用IPP6.0分析原状黄土试样的微结构图像 (39) 4.2.1微结构图像分析原理[71，72，73] (42) 4.2.2图像预处理 (43) 4.2.2.1图像二值化处理 (43) 4.2.2.2 图像对比度增强 (44) 4.2.2.3图像降噪 (45) 4.2.3 测量空间刻度校准 (46) 4.2.4 测量、计算和分类 (47) I
各种许用应力与抗拉强度、屈服强度的关系 我们在设计的时候常取许用剪切应力，在不同的情况下安全系数不同，许用剪切应力就不一样。校核各种许用应力常常与许用拉应力有联系，而许用材料的屈服强度（刚度）与各种应力关系如下： <一> 许用（拉伸）应力 钢材的许用拉应力[δ]与抗拉强度极限、屈服强度极限的关系： 1.对于塑性材料[δ]= δs /n 2.对于脆性材料[δ]= δb /n δb ---抗拉强度极限 δs ---屈服强度极限 n---安全系数 轧、锻件n=1.2-2.2 起重机械n=1.7 人力钢丝绳n=4.5 土建工程n=1.5 载人用的钢丝n=9 螺纹连接n=1.2-1.7 铸件n=1.6-2.5 一般钢材n=1.6-2.5 注：脆性材料：如淬硬的工具钢、陶瓷等。 塑性材料：如低碳钢、非淬硬中炭钢、退火球墨铸铁、铜和铝等。 <二> 剪切 许用剪应力与许用拉应力的关系： 1.对于塑性材料[τ]=0.6-0.8[δ] 2.对于脆性材料[τ]=0.8-1.0[δ] <三> 挤压 许用挤压应力与许用拉应力的关系 1.对于塑性材料[δj]=1.5- 2.5[δ]
2.对于脆性材料[δj]=0.9-1.5[δ] 注：[δj]=1.7-2[δ]（部分教科书常用） <四> 扭转 许用扭转应力与许用拉应力的关系： 1.对于塑性材料[δn]=0.5-0.6[δ] 2.对于脆性材料[δn]=0.8-1.0[δ] 轴的扭转变形用每米长的扭转角来衡量。对于一般传动可取[φ]=0.5°--1°/m；对于精密件，可取[φ]=0.25°-0.5°/m；对于要求不严格的轴，可取[φ]大于1°/m计算。 <五> 弯曲 许用弯曲应力与许用拉应力的关系： 1.对于薄壁型钢一般采取用轴向拉伸应力的许用值 2.对于实心型钢可以略高一点，具体数值可参见有关规范。
浅谈湿陷性黄土地基工程特性及处理措施 [摘要] 湿陷性黄土地基是基础工程中最为复杂的地基类型之一，通过分析湿陷性黄土的主要工程特性，采取可靠的地基处理等措施，为铁路建设提供可靠的技术支撑。 [关键词] 湿陷性黄土地基处理工程措施 1.湿陷性黄土的主要工程特性 黄土在自重压力或附加压力和自重压力共同作用下因受水浸湿而产生急剧、大量的附加下沉变形现象称为湿陷。湿陷性黄土可分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土，浸水后需在一定附加压力作用下才发生湿陷的黄土称为非自重湿陷性黄土；在饱和自重压力作用下即产生湿陷的称为自重湿陷性黄土，其危害性远较非自重湿陷性黄土严重。 1.1湿陷性黄土的主要物性指标 （1）矿物成分和颗粒组成。湿陷性黄土的矿物成分以石英为主，其含量为60%～70%，其次为长石和云母，约占10%～20%，碳酸盐含量为10%～30%，对黄土湿陷性起主要作用的是细散粘粒的矿物成分和比例。湿陷性黄土的颗粒成分以粉粒（0.005～0.05mm）为主，约占50%～70%，其次为砂粒（>0.05mm ），约占10%～30%，粘粒含量为8%～26%。 （2）天然容重和孔隙比。湿陷性黄土的天然容重一般为13.5～19.0 kN/m3，干密度为11～16kN/m3，当干密度超过15kN/m3 时，湿陷性基本消失。孔隙比是衡量湿陷性黄土密实度的主要指标，一般在0.9～1.1之间，当黄土的孔隙比小于0.9 时，湿陷性明显减弱。 （3）含水量和饱和度。湿陷性黄土的天然含水量为10%～20%，主要受地形、降水量和地下水位的影响，在塬、梁、峁表层的黄土含水量较低，一般在8%～12%，河谷阶地较高，可达18%～20%，当黄土含水量超过23% 时，湿陷性基本消失，压缩性增加。湿陷性黄土的饱和度大多为40%～50%，当饱和度超过80%时称为饱和黄土，湿陷性消失，成为高压缩性的软土。湿陷性黄土的液限一般为22%～32%，塑限在12%～20%之间，液性指数接近于0，甚至小于0。 1.2湿陷性黄土的力学性质 湿陷性黄土的粘聚力由二部分组成，一部分是原始粘聚力，由土粒间的电场力所产生，粘粒含量和密实度越高原始粘聚力就越大；另一部分是由于易溶盐的存在，形成较高的结构强度，使黄土的粘聚力增加。内摩擦角主要与土的颗粒成分和矿物成分有关，砂粒含量越高，内摩擦角越大。天然状态下，湿陷性黄土的粘聚力一般为20～60kPa，内摩擦角在15～30°之间。
抗拉强度与屈服强度的区别及实例 首先自我介绍一下，本人现在某检测机构任职，我任职的这家机构主要是对金属材料进行理化检验，有CMA认证（中国计量认证）、CNAS 认证（国家认可委认证），属国家级实验室。检测结果全球100多个国家互认。本人任金属物理检测室副主任，物理检测技术组组长。应当算得上是专业人士。 什么是的屈服强度和抗拉强度。 要说这两个概念，先从材料是如何被破坏的说起。任何材料在受到不断增大或者持续恒定或者持续交变的外力作用下，最终会超过某个极限而被破坏。对材料造成破坏的外力种类很多，比如拉力、压力、剪切力、扭力等。 屈服强度和抗拉强度这两个强度，仅仅是针对拉力而言。这两个强度是通过拉伸试验得出的，是通过拉力试验机（一般是万能试验机，可以进行各种拉和压以及弯曲的试验），用规定的恒定的加荷速率(就是单位时间内拉力的增加量)，对材料进行持续拉伸，直到断裂或达到规定的破坏程度（比如有些对接焊缝强度试验可以不拉断），这个造成材料最终破坏的力，就是该材料的抗拉极限载荷。 抗拉极限载荷是一个力的表述，单位为牛顿（N），因为牛顿是一个很小的单位，所以，大部分情况下用千牛（KN）的比较多。因为各种材料大小不一，所以抗拉极限载荷很难评判材料的强度。所以，用抗拉极限载荷除以实验材料的截面积，就得到单位面积的抗拉极限载荷。单位面积上受的力，这是一个强度的表述，单位是帕斯卡（Pa），同
样，帕斯卡是一个极小的单位，一般都用兆帕（MPa）来表述。所以，抗拉极限载荷与实验材料的截面积之比，就是抗拉强度。抗拉强度是材料单位面积上所能承受外力作用的极限。超过这个极限，材料将被解离性破坏。 那什么是屈服强度呢？屈服强度仅针对具有弹性材料而言，无弹性的材料没有屈服强度。比如各类金属材料、塑料、橡胶等等，都有弹性，都有屈服强度。而玻璃、陶瓷、砖石等等，一般没有弹性，这类材料就算有弹性，也微乎其微，所以，没有屈服强度一说。 弹性材料在受到恒定持续增大的外力作用下，直到断裂。究竟发生了怎样的变化呢？首先，材料在外力作用下，发生弹性形变，遵循胡克定律。什么叫弹性形变呢？就是外力消除，材料会恢复原来的尺寸和形状。当外力继续增大，到一定的数值之后，材料会进入塑性形变期。材料一旦进入塑性形变，当外力，材料的原尺寸和形状不可恢复！而这个造成两种形变的的临界点的强度，就是材料的屈服强度！对应施加的拉力而言，这个临界点的拉力值，叫屈服点。从晶体角度来说，只有拉力超过屈服点，材料的晶体结合才开始被破坏！材料的破坏，是从屈服点就已经开始，而不是从断裂的时候开始的！弄清楚这两个强度怎么来的了，所以说，屈服强度高的材料，能承受的破坏力就