土力学固结沉降
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《土力学》土的固结压缩试验一、试验目的测定试样在侧限与轴向排水条件下的压缩变形△h和荷载P的关系,以便计算土的单位沉降量S1、压缩系数a v和压缩模量E s等。
二、试验原理土的压缩性主要是由于孔隙体积减少而引起的。
在饱和土中,水具有流动性,在外力作用下沿着土中孔隙排出,从而引起土体积减少而发生压缩,试验时由于金属环刀及刚性护环所限,土样在压力作用下只能在竖向产生压缩,而不可能产生侧向变形,故称为侧限压缩。
固结试验通常只用于粘性土,由于砂土的固结性较小,且压缩过程需时也很短,故一般不在实验室里进行砂土的固结试验。
固结试验可根据工程要求用原状土或制备成所需要状态的扰动土。
可采用常速法或快速法。
本实验主要采用非饱和的扰动土样,并按常速法步骤进行,但为了能在实验课的规定时间内完成实验,所以要缩短加荷间隔时间(具体时间间隔由实验室决定)。
三、仪器设备1.固结仪:如图4所示。
2.量表:量程10mm,最小分度0.01mm。
3.其它:刮土刀、电子天平、秒表、称量盒等。
四、操作步骤1. 根据工程需要,切取原状土样或由实验室提供制备好的扰动土样一块。
2. 用固结环刀(内径61.8或79.8毫米,高20毫米)按密度试验方法切取试样,并取土留作测含水率。
如系原状土样,切土的方向与自然地层中的上下方向一致。
然后称环刀和试样总质量,扣除环刀质量后即得湿试样质量,计算出土的密度(ρ)。
3. 用切取试样时修下的土测定含水率(ω),平行测定,取算术平均值。
4. 在固结仪容器底座内,顺次放上一块较大的洁净而湿润的透水石和滤纸各一,将切取的试样连同环刀一起(环刀刀口向下)放在透水石和滤纸上,再在试样上按图依次放上护环以及试样面积相同的洁净而湿润的滤纸和透水石各一,加上传压板和钢珠。
安装好后待用。
5.检查加压设备是否灵敏,将手轮顺时针方向旋转,使升降杆上升至顶点,再逆时针方向旋转3~5转。
转动杠杆上的平衡锤使杠杆上的水准器对中(即杠杆取于水平)。
土力学地基基础名词解释1.解理:矿物受到外力的作用(如敲打),其内部质点间的连结力被破坏,沿一定的方向形成一系列光滑的破裂面的性质,称为解理。
2.褶皱构造:地壳中的岩层受到地壳运动应力的强烈作用,形成一系列波浪起伏的弯曲状而未丧失其连续性的构造,称为褶皱构造。
3.岩石软化性:岩石浸水后强度降低的性能称为岩石的软化性。
4.风化:地壳表面的岩石由于大气应力以及生物活动等因素的影响,发生破碎或成份变化的过程称为风化。
5.土的抗剪强度:土的抗剪强度是指土抵抗剪切变形与破坏的能力。
6.断口:矿物受到外力作用(如敲打),形成不具方向性的不规则断裂面,称为断口。
7.硬度:矿物抵抗外力刻划或研磨的能力称为硬度。
8.逆断层:上盘沿断层面相对上升,下盘沿断层面相对下降的断层,称为逆断层。
9.滑坡:斜坡上的岩土体在重力作用下,失去原有的稳定状态,沿斜坡内某些滑动面(带)整体向下滑移的现象,称为滑坡。
10.先期固结压力:形成土结构时的结构性应力,称为先期固结压力。
11.岩石:组成地壳的基本物质,是在一定地质条件下,由一种或几种矿物自然组合而成的矿物集合体。
12.风化作用:地壳表面的岩石,由于大气应力以及生物活动等因素的影响,而发生的物理和化学作用,称为风化作用。
13.泥石流:泥石流是山区特有的一种不良地质现象,它是由暴雨或上游冰雪消融形成的携带有大量泥土和石块的间歇性洪流。
14.流土:在渗流向上作用时,土体表面局部隆起或者土颗粒群同时发生悬浮和移动的现象称为流土。
15.固结沉降:是指荷载压力作用下,由于地基土的结构骨架受力压缩,使孔隙中水排出,土体积压缩引起的部分沉降,即由于排水固结引起的沉降。
16.断层:岩层受力作用断裂后,岩层沿着破裂面产生显著位移的断裂构造,称为断裂。
17.岩石的抗剪切摩擦强度:是指岩石与岩石相互接触面间,或岩石与其他材料接触面间,在正应力作用下相互摩擦的强度。
18.砂土液化:无粘性土(砂土)从固体状态转变为液体状态的现象称为砂土液化。
第五章 土的压缩性与沉降计算§ 5.1 基本概念一、地基土在上部结构荷载作用下产生应力和变形⎩⎨⎧→→形状变形(剪破)体积变形(不破坏)zx yz xy z y x τττσσσ,,,,地基的竖直方向变形即为沉降三相土受力后的变形包括⎩⎨⎧排出土孔隙中的水和空气的,相互挤紧)土颗粒压缩(重新排列土体积减小的过程土体压缩性:指的是在压力作用下体积减小过程的特性,包括两个方面:1. 1. 压缩变形量的绝对大小(沉降量大) 2. 2. 压缩变形随时间的变化(固结问题)一、一、 工程意义地基的沉降有均匀沉降与不均匀沉降1. 1. 均匀沉降对路桥工程的上部结构危害较小,但过量的 均匀沉降也会导致路面标高的降低,桥下净空的减小而影响正常的使用。
2. 2. 不均匀沉降则会造成路堤的开裂,路面不平,超静定结构,桥梁产生较大的附加应力等工程问题,甚至影响其正常使用。
沉降计算是地基基础验算的重要内容,也是土力学的重要课题之一§5.2 研究土体压缩性的方法及变形指标一、一、 压缩试验与压缩性规律土体积的变小是孔隙体积变小的结果,研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法称为压缩试验。
对一般工程情况来说,或在压缩土层厚度比荷载面宽度小很多的情况下常用侧限压缩试验来研究土的压缩性。
试验室用以进行土的侧限压缩试验的仪器称为压缩仪(固结仪),如图5-1 所示 透水石以便土中水的排出传压活塞向土样施加压力。
由于环刀所限,增压或减压是土样只能在铅直方向产生压缩或回胀,而不可能产生侧向变形,故称为侧限压缩试验。
试验采用压缩仪进行压缩试验是研究土的压缩性最基本的方法,有上述已知,试样土粒本身体积是假定不变的,即()112211211,11,e h he e h e h v v s s +∆=∆+=+=,因此,试样在各级压力pi 作用下的变形,常用孔隙比e 的变化来表示。
(一)e-p 曲线的表示方法如右图所示е0a 曲线为压缩曲线 ab 曲线为减压曲线 ba’为才压缩曲线当在压的压力超过试样所曾经受过的最大压力后,其e-p 曲线很快就和压缩曲线的延长线重合如图a’c 所示。
粘性土颗粒为何会带电答:粘性土颗粒带电的原由有:(1)离解:指晶体表面的某些矿物在水介质中产生离解,离解后阳离子扩散于水中,阳离子留在颗粒表面。
(2)吸附作用:指晶体表面的某些矿物把水介质中一些带电荷的离子吸附到颗粒的表面。
(3)同象置换:指矿物晶格中高价的阳离子被廉价的阳离子置换,产生剩余的未饱和负电荷。
毛细现象对工程有何影响答:毛细水的上涨对建筑物地下部分的防潮举措和地基土的浸润和冻胀等有重要影响。
别的,在干旱地域,地下水中的可溶盐随毛细水上涨后不停蒸发,盐分便聚集于凑近地表处而形成盐渍土。
什么是土的敏捷度和触变性其在工程中有何应用答:土的敏捷度是以原状土的强度与同一土经重塑后的强度之比来表示的,它反应了土的结构性对强度的影响。
土的敏捷度愈高,结构性愈强,受扰动后土的强度降低的越多,所以在基础施工中应注意保护基槽,尽量减少土结构的扰动。
土的触变性是指黏性土结构遇到扰动,强度降低,当扰动停止后,土的强度又随时间而渐渐增大,这类抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质,即为土的触变性。
比如:在黏性土中打桩,可利用土的敏捷度,将桩打入;利用土的触变性,可保证桩的承载力知足要求。
为何细粒土压及时存在最优含水量答:当含水量很小时,颗粒表面的水膜很薄,要使颗粒互相挪动需要战胜很大的粒间阻力,因此需要耗费很大的能量。
这类阻力可那根源于毛细压力或许联合水的剪切阻力。
跟着含水量的增添,水膜加厚,粒间阻力必定减小,水起润滑作用,使土粒易于挪动而形成最优的密实摆列,压实成效就变好;但当含水量连续增大,以致土中出现了自由水,压及时,孔隙水不易排出,形成较大的孔隙压力,必定阻挡土粒的聚拢,所以压实成效反而降落砂土、粉土、粘性土的工程分类时,采纳的指标为何不相同答:影响土的工程性质的三个主要要素是土的三相构成、物理状态、结构性。
对粗粒土,其工程性质主要取决于颗粒及其级配。
对细粒土,其工程性质主要取决于土的吸附联合水的能力,因此多采纳稠度指标来反应。
工程地质及土力学常考名词解释,填空,简答,自考试题,计算题,复习题名词解释:1.基础: 设置于建筑物底部承受上部结构荷载并向地基传递压力的下部结构。
2.崩塌:陡峻斜坡上的某些大块岩块突然崩落或滑落,顺山坡猛烈地翻滚跳跃,岩块相互撞击破碎,最后堆积于坡脚,这一现象称为崩塌。
3.固结:土的骨架受压产生压缩变形,导致土孔隙中水产生渗流,孔隙中水随着时间的发展逐渐渗流排除,孔隙体积缩小,土体体积逐渐压缩,最后趋于稳定,这个过程常称为渗透固结、简称固结。
4.压缩变形:土体受外力作用后产生体积缩小称为压缩变形。
5.矿物的解理:矿物受到外力的作用,其内部质点间的连结力被破坏,沿一定方向形成一系列光滑的破裂面的性质,称为解理。
6.渗透性:土被水渗流通过的性能称为渗透性。
7.静止土压力:若挡土墙具有足够的刚度,且建立在坚实的地基上,墙体在墙后土体的推力作用下,不产生任何移动或转动,则墙后土体处于弹性平衡状态,这时,作用在墙背上的土压力称为静止土压力。
12。
风化作用:地壳表面的岩石由于风、电、雨和温度等大气应力以及生物活动等因素的影响发生破碎或成分变化的过程称为风化。
风化作用指的是岩石中发生物理和化学作用。
14。
渗流:土通过水中连续孔隙流动称为渗流。
15.流土:在渗流向上作用时,土体表面局部隆起或者土颗粒群同时发生悬浮和移动的现象。
16.土层:在图的形成过程中,有些残留在原地形成的残积层,有些经过风、水、冰川等的剥蚀、侵蚀、搬运,在某一适当的沉积环境下,按一定的沉积规律形成层状的沉积层,称为土层。
19.达西定律:在稳定流和层流的作用下,用粗颗粒土进行大量的渗透试验,测定水流通过土试样单位截面积的渗流量,获得渗流量与水力梯度的关系,从而得到渗流速度与水力梯度(或水头能量损失)和土的渗透性质的基本规律,即渗流基本规律——达西渗透定律。
20.砂土液化:无粘性土从固体状态转变成液体状态的现象。
22.滑坡:斜坡上的岩土体在重力作用下失去原有的稳定状态,沿斜坡内的某些滑动面(带)整体向下滑的现象. 25.土坡:土坡就是具有倾斜坡面的土体。