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土动力学(第3章)

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第3章 土的动本构关系

第3章 土的动本构关系

• 其中非弹性部分：
ε
• p ij
=γ
∂f Φ( F ) ∂σ ij
2012-2-21
广东工业大学岩土工程研究所
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3.6 计入应变率效应的本构理论
2012-2-21 广东工业大学岩土工程研究所 21
3.3.3 Iwan模型
弹塑性元件中的应力始终等于屈服应力。根据模型的构成 特性，在全部受荷过程中，所有弹塑性元件的应变始终相 等，其应力视各弹簧的刚度和摩阻片的屈服水平的不同而 不同。 • 2.串联模型 这类模型受荷时，每个弹塑性元件所受的力是相同的， 但它们的变形不同。弹簧只有在对应的摩阻片屈服时才能 产生变形，并继续承担新的荷载。
30
3.6 计入应变率效应的动本构理论
• 2.粘塑性模型 • • • （1） Bingham模型 （2） Hohenemser-Prager方程 （3） Perzna方程
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广东工业大学岩土工程研究所
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3.6 计入应变率效应的本构理论
• 1、 粘弹性模型：
• （1）Maxwell模型（弹、粘性原件串联）： • （2）Kelvin模型（弹、粘性原件并联）： • 一般的组合形式：
• 三个基本力学元件：弹性元件，粘性元件和塑性元件。 • 弹性元件：动应力应变关系曲线为过坐标原点的一条斜 直线，直线的斜率取决于弹性元件的弹性模量E，应力应 变关系曲线内的面积等于零。 • 塑性元件：动应力应变曲线为一个矩形，应力应变曲线 内的面积等于矩形的面积。
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广东工业大学岩土工程研究所
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广东工业大学岩土工程研究所
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3.2 土的动本构关系特点
• 关系曲线将是一个滞回圈。如将不同周期动应力作用 的最大周期剪应力±τm和最大周期剪应变±γm绘出， 即得到各应力应变滞回圈顶点的轨迹，称为土的应力 应变骨干曲线。骨干曲线反映了动应变的非线性，滞 回曲线反映了应变对应力的滞后性。 • 骨干曲线表示最大剪应力与最大剪应变之间的关系。 滞回曲线表示某一个应力循环内各时刻剪应力与剪应 变的关系，二者共同反映了应力应变关系的全过程。

第3章-路基受力与变形

第3章-路基受力与变形

路基面上的静荷载：
铁路路基设计规范将列车和轨道荷载全部作为 静荷载计算，换算成具有一定高度与分布宽度 的土柱，计算时将路基面上的轨道静载和列车 竖向活载一起换算成与路基土体重度相同的矩 形土体。
第3章 路基受力与变形
PQ h0 r b0
第3章 路基受力与变形 3.2.2 路基面上的动荷载
第3章 路基受力与变形
3.4 弹性变形与临界动应力 3.4.2 基床土的疲劳特性与临界动应力
综上：交点以上的填 土的临界动应力一定 要大于实际作用的附 加动应力，这样才能 防止或减少永久变形 的出现。也就是说交 点以上厚度就表示所 要求的基床表层深度。
设臵基床表层以后，实 际路基在不同深度的临 界动应力将在动应力沿 深度衰减的右边，所以 设臵基床的目的就是提 高临界动应力，这就是 基床表层厚度的确定原 则。
第3章 路基受力与变形
3.1 土动力学基础
土 的 动 强 度 及 其 影 响 因 素
动 荷 载 对 土 体 的 影 响
动 荷 载 的 主 要 类 型
第3章 路基受力与变形
中－荷载计算图式简介
现行列车活载图式为“中—活载”，是从1951年制定的 “中—Z活载”，经过几十年随着机车车辆的发展变化，不 断研究分析概化出的一种标准活载图式，它代表了我国客货 混运线上各种机车车辆对桥梁产生的最大影响，除了考虑线 路上的运营荷载外，还考虑了各种临时荷载，如施工荷载 （架桥机、铺轨机），并留有一定的强度安全储备。
第3章 路基受力与变形
3.3 公路路基受力状况
1、公路路基受力计算：
路基承受着路基自重和汽车车轮荷载，在两种荷载共同作用 下，在 一定深度范围内，路基土处于受力状态。
路基土在车轮荷载 作用下所引起的垂 直应力可以根据弹 性力学理论，假定 车轮荷载为以圆形 均布垂直荷载，路 基为一弹性均质半 空间体进行计算。

岩土工程专业土动力学课件（非常完整）

岩土工程专业土动力学课件（非常完整）

岩土工程专业土动力学课件（非常完整）第一章绪论土动力学是研究各种动荷载作用下土的变形、强度特性及土体稳定性的一门学科。

一、动荷载的类型及特点有两类常见的动荷载：冲击荷载与振动荷载。

1.冲击荷载。

爆破、爆炸以及各种冲击引起的荷载，这类荷载对土体的作用主要体现在荷载的速率效应对土体强度与变形的影响。

2.振动荷载。

地震，波浪，交通，大型机器基础等引起的荷载，这类荷载对土体的作用主要体现在3个方面：（1）荷载的速率效应对土体强度与变形的影响（2）荷载循环次数的影响（疲劳）（3）荷载幅值的大小二、土动力学的研究任务探求动荷载作用下土体变形、强度变化的规律性，运用近代力学的原理，分析研究土工建筑物及建筑物地基在各种动力影响下的变形与破坏规律。

研究内容包括两大方面的内容：土的动力特性土的动力稳定性6个方面的研究问题，包括：（1）工程建筑中的各种动荷作用及其特点（2）土体中波的传播（3）土的动力特性：土的动强度、动变形、土的震动液化等。

（4）动荷载作用下的土体本构关系（土的动应力应变关系问题）（5）土动力特性测试方法与测试技术（6）动荷载作用下土体的稳定性，包括动荷作用下土与结构物的相互作用，地基承载力，土坡稳定性以及挡土墙的土压力。

三、土动力学发展阶段与发展趋势第1阶段（20世纪30年代）动力机器基础研究第2阶段（2次世界大战以后）冲击荷载作用下土的动力学问题研究第3阶段（20世纪60年代以后）振动荷载作用下土的动力学问题研究（地震、海洋、交通等）当前的主要发展趋势（4点）：（1）注重研究土体的动力失稳机理（2）进一步深化对土的动应力应变关系的研究（3）进一步深化土与结构物相互作用的研究，即利用更加真实的土动应力应变关系，将结构物与土体相互作用过程中的变形与破坏作为一个整体进行仿真计算分析。

（4）注重现场观测结构、模型试验结果、计算分析结果的相互印证研究第二章土的动力特性土的动力特性是指动荷载作用下土的动强度特性与土的动变形特性。

《土质学与土力学》第3章 土的物理性质及工程分类.ppt

《土质学与土力学》第3章 土的物理性质及工程分类.ppt

ms
ms
含水量w是标志土的湿度的一个重要物理指标。天然土层的含水量变 化范围很大，它与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。 一般说来，对同一类土，当其含水量增大时，则其强度就降低。
Nanjing University of Technology
测定方法：土的含水量一般用“烘干法”测定。先称小块原状土样 的湿土质量m，然后置于烘箱内维持100～105℃烘至恒重，再称干 土质量ms，水的质量mw为湿土和干土质量之差。
ms Vs w V
三相比例表达式


d
dmsVVmsVggsmswl dg
g
sat
wmsVmmVsws

w
100 %
g
sat

g



ms
Vs V

wm
g


g
V
e Vv
d
Vms s V

n
sat


VVmv s
在上述变量中ma = 0，独立的量有 Vs、Vw、 Va、 mw和 ms五个。 1 m3 水的质量通常等于 1g ，故在数值上 Vw = mw。
当研究这些量的相对比例关系时，总是取某一定数量的土体来分析， 例如，取 V = 1cm3 ，或 m =1g，或 Vs = 1cm3 等，因此又可以消去一个 未知量。这样，对于一定数量的三相土体，只要知道其中三个独立的量， 其他各个量就可从图中直接换算得到。
ddss1(1Sewwre) w

d

ds 1 e

w
w
Sre dsat s
；ds w e 1 e

《土力学与地基基础》第3章 土的物理性质和工程分类

《土力学与地基基础》第3章 土的物理性质和工程分类
累积重量的百分比，绘制如下图所示的颗粒级配累积曲线。
横坐标（对数坐标）为土的粒径d（mm）， 纵坐标为小于某粒径含量百分比（%）。（课本第36页）
颗粒级配曲线的用途： （1）对粗粒土进行分类（详见课本第50页）
碎石土：（课本第50页）
根据颗粒粒径和含量来划分
砂土：（课本第50页）
根据颗粒粒径和含量来划分
自由水： （课本第37页）
按其移动所受作用力的不同，可以分为：
（1）重力水：是在重力或压力差作用下，能自由流动的自
由水。 一般指地下水位以下的透水层中的地下水，它对土粒有
浮力作用，直接影响土的应力状态，因此，基坑（槽）开挖 要采取降（排）水措施，建筑物的地下室需要进行防渗处理 。
自由水： （课本第37页）
w mw 100 % m ms 100 %
ms
ms
单位：%
测定方法：烘干法。
天然土样称重后，置于 烘箱内烘干，再称干土 重。
（课本第40-41页）
测定方法：烘干法。天然土样称重后，置于烘箱内 烘干，再称干土重。
粗集料
细集料
含水率公式：w m水 100% （课本第41页）
m土颗粒
公式各部分计算过程：（课本没有，补充内容）
（2）毛细水：是受到水与空气交
界面处表面张力作用的自由水。 存在于地下水位以上的透水层
中，对建筑物底层的防潮有重要影 响。土粒由于毛细水压力互相靠近 而压紧，土因而具有微弱的黏聚力 ，称为毛细压力。
亲水性 表面张力 憎水性 表面张力
表面张力
毛细压力能使潮湿砂土开挖一定高度，但失水干 燥后就会松散坍塌。
V Vs Vv
天然密度反映土的紧密程度，密度越大表示土的颗粒 越多，即越紧密。

土动力学.ppt

土动力学.ppt

20.03.2019 土动力学
表面质点运动
20.03.2019
土动力学
四、弹性波振幅随距离的衰减


如果在弹性半无限体的表面给 一个冲击，半球形波阵面的体 波就在介质中扩散。R波以圆 柱状波阵面向外扩散。 在离震源某一距离的地方监测 地面的竖向位移。P波传播得 最快，因此最先到达。接着是 S波，最后才是R波。R波紧接 在S波之后。由图可知，R波 产生的竖向运动位移比P波和 S波的要大得多。这些波的扰 动幅度随距离增大而减小。
第三章 振动与波
20.03.2019
土动力学
第三节 波的传播


波动过程中，振动的质点并不随振动的 传播产生位移，而是仍然在自己的平衡 位置附近振动。 连续介质中的波是由介质中的扰动引起 的。 由扰动而产生的变形以应力波的形式传 遍整个土体。
20.03.2019
土动力学
一维纵波的波动方程
u 2 u v c 2 2 t x E vc
20.03.2019
土动力学


波在向外传播时，不断扩大所涉及材料的体积而能量 密度随与振源距离的增大而减小。这种能量密度和位 移振幅的减小，称为几何阻尼。 而在真实土体中的能量吸收，称为材料阻尼。
20.03.2019
土动力学
五、地表基础产生的波
20.03.2019
土动力学

对于弹性半空间表面上均质和各向同性 的垂直振荡的圆形能源，整个输入能量 在三种弹性波中的分配为：R波67%，S 波26%，P波7%。R波传走整个表面能 源输入量的2/3，且随距离的衰减比体 波慢得多。这一事实说明，对于位于地 表或接近地表的基础来说，R波是有首 要意义的。
土动力学

土力学第四版习题答案

土力学第四版习题答案第一章：土的物理性质和分类1. 土的颗粒大小分布曲线如何绘制？- 通过筛分法或沉降法，测量不同粒径的土颗粒所占的比例，然后绘制颗粒大小分布曲线。

2. 如何确定土的密实度？- 通过土的干密度和最大干密度以及最小干密度，计算土的相对密实度。

3. 土的分类标准是什么？- 根据颗粒大小、塑性指数和液限等指标，按照统一土壤分类系统（USCS）进行分类。

第二章：土的力学性质1. 土的应力-应变关系是怎样的？- 土的应力-应变关系是非线性的，通常通过三轴试验或直剪试验获得。

2. 土的强度参数如何确定？- 通过土的三轴压缩试验，确定土的内摩擦角和凝聚力。

3. 土的压缩性如何影响地基沉降？- 土的压缩性越大，地基沉降量越大，反之亦然。

第三章：土的渗透性1. 什么是达西定律？- 达西定律描述了土中水流的速度与水力梯度成正比的关系。

2. 如何计算土的渗透系数？- 通过渗透试验，测量土样在一定水力梯度下的流速，计算渗透系数。

3. 土的渗透性对边坡稳定性有何影响？- 土的渗透性增加可能导致边坡内部水压力增加，降低边坡的稳定性。

第四章：土的剪切强度1. 什么是摩尔圆？- 摩尔圆是一种图解方法，用于表示土的应力状态和剪切强度。

2. 土的剪切强度如何影响基础设计？- 土的剪切强度决定了基础的承载能力，是基础设计的重要参数。

3. 土的剪切强度与哪些因素有关？- 土的剪切强度与土的类型、密实度、含水量等因素有关。

第五章：土的压缩性与固结1. 固结理论的基本原理是什么？- 固结理论描述了土在荷载作用下，孔隙水逐渐排出，土体体积减小的过程。

2. 如何计算土的固结沉降？- 通过固结理论，结合土的压缩性指标和排水条件，计算土的固结沉降量。

3. 固结过程对土工结构有何影响？- 固结过程可能导致土工结构产生不均匀沉降，影响结构的稳定性和使用寿命。

第六章：土的应力路径和强度准则1. 什么是应力路径？- 应力路径是土体在加载过程中应力状态的变化轨迹。

土质学与土力学最新版精品课件第3章

土层中由于毛细现象所润湿的范围称为毛细水带。毛细水带根据 形成条件和分布状况,可分为三种,即正常毛细水带、毛细网状水带和 毛细悬挂水带,如图3-2所示。
3.1 土的毛细性
图3-2 土层中的毛细水带
(1)正常毛细水带(又称毛细饱和带) 位于毛细水带的下部,与地 下潜水连通。这一部分的毛细水主要是由潜水面直接上升而形成的, 毛细水几乎充满了全部孔隙。正常毛细水带会随着地下水位的升降而 相应移动。
性。因此,黏土中自由水渗流受到结合水黏滞作用产生的很大阻力,只
有克服结合水的抗剪强度后才能开始渗流。把克服此抗剪强度所需要
3.2 土的渗透性
的水力梯度,称为黏土的起始水力梯度(Threshold Hydraulic Gradient),用I0表示。在黏土中,应按修正后的达西定律计算渗流速 度。
如图3-7所示,绘出了砂土与黏土的渗透规律。直线a表示砂土的vI关系,它是通过原点的一条直线。黏土的v-I关系是曲线b(图中虚线 所示),d点是黏土的起始水力梯度I0,当土中水力梯度超过起始水力梯 度后水才开始渗流。一般常用折线c(图中Oef 线)代替曲线b,即认为e 点是黏土的起始水力梯度I0,其渗流规律用式(3-8)表示。
r ——毛细管的半径(m); θ——湿润角,其大小取决于管壁材料及液体性质,对于毛细管 内的水柱,可以认为θ=0°,即认为是完全湿润的。
表3-1 水与空气间的表面张力σ
温度/℃
-5
0
5
10
15
20
30
40
表面张力σ/(N/m)
76.4×10-3
75.6×10-3
74.9×10-3
74.2×10-3
73.5×10-3
72.8×10-3
71.2×10-3

第3章 路基的受力与变形


轨道平顺性的影响
1、轨道不平顺实际上是轨道结构和路基状态的综合反映，线路平 顺性愈好，路基承受的动应力愈小，变化范围也愈均匀 。
2、线路不平顺时，路基面上的动力应力会成倍增加。
道床厚度的影响
钢轨、轨枕传递下来的列车荷载通过道床的扩散作用传递 到路基面，因此道床越厚，传递到路基面上的应力越小。
路基动应力的实测曲线
动应力/kPa
60
50
40
30
20
10
0
-10
4
5
6
7
时间/s
秦沈线路基某点动应力时程曲线
路基面动应力的实测资料
日本在设计东海道新干线时，采用了上图计算图式。并且假设 传播到路基面上的动应力在全部受荷面积上为均布。
我国铁科院建议按下图的计算图
路基设计动应力估算（旧规范法）
σ d=l 0.26 × P × (1+ av)
临界动应力的特征及影响因素
临界动应力的大小与围压大小、填土种类、强度、变形 模量、含水量、密实度、荷载作用频率等因素有关，
实际上可以把临界动应力理解为一种特定情况下的动强 度。
在实际应用中常根据已有的试验资料，将路基填土的临 界动应力取为静强度的50～60%。
根据填土动强度确定基床表层厚度
第三章 路基受力与变形
主要内容:
铁路路基受力状况 弹性变形与临界动应力 路基与其它建筑物的纵向连接
一、土动力学基础
动荷载的类型 动强度的概念
动荷载的类型
通过动荷载作用的基本要素： 振幅 频率 持续时间和波型的变化
单一的、大脉冲荷载问题，如爆破引起的动力作用；
多次重复的微幅振动问题，如机械等引起基础的振动；

土质学与土力学第3章.ppt


HFt
试验装置如图3-8。由此可求得渗透系数：k
al Ft
ln
h1 h2
3、现场抽水试验
现场抽水试验见图3-9。从而求得渗透系数为：
k
q
ln(r2 / r1 ) (h22 h12 )
《土质学与土力学》多媒体课件
人防工程教研室 赵佩胜 制作
中国人民解放军理工大学工程兵工程学院多媒体教学课件
4、成层土的渗透系数
第二节 土的渗透土中孔隙水在压力梯度下发生渗流一般符合达西
（H·Darcy）定律： v kI
水的渗透速度与水头梯度成正比。达西定律适用于层流 的情况，一般只适用于中砂、细砂、粉砂等。对于粗砂、砾 石、卵石等粗粒土就不适用了。而在粘性土中，由于结合水 的存在，渗流受粘滞作用而阻碍，只有克服结合水的抗剪强 度后才能开始渗流。此时达西定律可修正为：
可能的。天然土层中，毛细水上升高度很少超过数米。因为
孔隙很细小，又有结合水膜的阻碍，一般砂土和粘性土，毛
细水上升不高，粉土和粉质亚粘土较高。
毛细水上升的速度：粗粒土毛细水上升速度较快，细粒 土上升速度慢，饱和土无毛细水（图3-3）。
《土质学与土力学》多媒体课件
人防工程教研室 赵佩胜 制作
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对于有水平分层的沉积土层，分层对渗透系数影响很大
（图3-11）。
（1）考虑水平向渗流时（水流方向与土层平行）
各层土的水头梯度相同，总的流量等于各土层流量之和，
总的截面积等于各层土截面之和。
kh
q FI
q1 q2 FI
k1F1I1 k2F2I2 FI
k1h1 k2h2 h1 h2
ki hi hi
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图 3-28 （等压固结）
图 3-29 （非均压固结）
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水利与建筑工程学院
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2.孔压的应变模型
这类模型的共同特点是将孔压同某种应变联 系起来。常采用的Martin-Finn-Seed模型和汪 闻韶孔压模型采用排水时的体应变，也有不 少学者主张用剪应变。 由于孔压应变模型可以解决应力模型中出现 的矛盾，又可以直接和动力分析中的应变幅 联系起来，因此，它很快就成为了孔压研究 的一个方向，应变控制式动力试验设备也随 之得到了进一步的发展。
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图 3-19
图 3-20
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图 3-21
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图 3-22
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图 3-23
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图 3-24
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试验表明，固结应力比相同时，动强度曲线 随平均固结主应力的增大而增大。 相对于同一固结应力比的动强度曲线归一化 问题。 动摩尔强度包线以及动强度指标的确定。土 的动有效应力指标的求取（动有效应力原 理）。注意，在某些情况下，这种确定动有 效应力指标时往往会出现一些很不合理的现 象。 动三轴试验表明，往返荷载下饱和砂土的动 有效内摩擦角可以近似的等于静有效摩擦角， 在动荷作用下，客观上仍然存在着一个不能 逾越的应力状态，即极限平衡条件。
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图 3-31
图 3-32
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图 3-33
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3.孔压的能量模型
孔压的升高主要产生于土体中颗粒间的相互运动 和重新排列。因此，可以将孔压的升高与土粒重 新排列过程中所损耗的能量联系起来。如果用往 复动荷作用下滞回阻尼圈所包围的面积来代表振 动循环一周土中能量的损耗值，则对标准砂的试 验表明，孔压上升的程度与每周损耗能量值之间 有密切关系。土中累积损耗能量随孔压的升高而 有规律的增长。这种规律与初始应力状态Kc及σ0 有关。当引入一个无量纲能量WR以后，即可以 对不同初始应力状态下的孔压能量关系作归一化 处理，这种关系式即为孔压的能量模型。
第二节 土的动强度及其变化规律
土的动强度 是随着动荷作用的速率效应和循环 效应而不同的，它通常理解为在一定动 荷作用次数下产生某一破坏应变所需的 动应力大小。 注意： 临界加速度 单向受荷试验；双向受荷试验。
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1.荷载的速率效应：
在快速加荷时，土的动强度都大 于静强度。这一现象在粘性土和无粘 性土中都出现，尤其在粘性土中更加 显著，且高含水率时达到最大，低含 水率时最小。土在动荷作用下的体变 效应和缺乏排水是使强度增长的重要 原因。
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3. 动应变一定时，动应力愈大，需要的振次愈 少；振次一定时，动应力愈大，产生的动应 变愈大； 4. 对于振密作用，密度的增大与动力加速度有 关。动力加速度愈大，终值密度愈大。但动 力加速度过大时，又会发生松胀，得不到振 密的效果。因此振密必须有一定的动力强度， 但不是动力愈强愈好，应控制使其不发生松 胀为宜。
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5.孔压的內时模型
这种方法将大大简化动态分析的总应力和有 效应力法，即在总应力分析中可将计算的应 力或应变史变换为破损参数K值，以算出孔压， 无需在使用室内数据前再把不规则的应力或 应变史转化为等效的均匀激振力。有效应力 分析中，不再需要以土骨架和水的基本性质 为依据的孔压模型。任何时间增量∆t内的孔压 增量，可按K的增量变化来确定，再根据孔压 的这种变化修正土的参数后继续进行下一时 段的分析。
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图 3-11
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图 3-12
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图 3-13
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图 3-14
图 3-15
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图 3-16
图 3-17
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图 3-3
图 3-4
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2.荷载的循环效应 ：
振动次数相同时，动强度的增长 率随着初始静应力的增大而减小；初 始静应力相同时，动强度随着振动次 数的增大而减小，并且逐渐接近或小 于静强度。在周期荷载作用时，土的 应变将随着动应力的增大而增大，或 者虽动荷载循环次数的增大而增大。
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图 3-25
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图 3-26
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第六节 饱和砂土的振动孔隙水压 力及其估算
动荷作用下孔隙水压力的发展是土变形 强度变化的根本原因，也是用有效应力 法分析土体动力稳定性的关键。常见的 理论与方法按其与孔压相联系的主要特 征分为：应力模型、应变模型、能量模 型、内时模型、有效应力模型和瞬态模 型。
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4.孔压的有效应力路径模型
在不排水条件下，当改变荷载时，应力点 发生变化，其所走的轨迹应沿等体积应力 轨迹线发生，即沿圆弧发生。由于弹性变 形不引起附加的塑性剪应变，故不引起孔 隙水压力。只有发生屈服，产生塑性变形 时，才能产生附加的孔隙水压力增量。而 孔隙水压力的变化量应等于沿圆弧轨迹变 化时有效平均主应力的变化量，据此可求 出孔压的增量。
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图 3-5
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图 3-7
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第三节 土的动强度曲线与动强度指标
动强度是在一定应力往返作用次数 下产生某一指定破坏应变所需的动 应力。动强度与破坏标准密切相关。 合理的指定破坏应变是讨论动强度 问题的基础。 常见的破坏标准：孔压标准、极限 平衡标准、屈服破坏标准。
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5.孔压的內时模型
内时理论是被用来描述各种砂土在周期荷载 下的孔压和体变的又一种方法。 一般孔压与振次的关系是以应变为参量的曲 线簇。但是如果用内时方法整理分析资料， 则可以将这个曲线簇表示为单一函数，即不 同应变的点子均落在同一函数曲线上。K是表 示振次N和应变幅γ影响的一个参数。因为应 变史的效应使孔压上升，抵抗变形的强度减 弱，所以称之为破损参数。只要根据试验确 定出函数G（K），即可估计出孔压的大小。
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第四节 土的振动压密与振陷
对于静荷作用下已完全固结的土，动荷作用 常引起附加的振密变形。这种变形会在已成 建筑物地基中引起附加沉陷；在建筑物建筑 以前则能引起土的振密，达到地基加固处理 的目的。 土的动变形，在粘性土中往往并不显著，因 此振陷和振密都多以无粘性土为研究对象 （实际上，黄土由于其特有的大孔隙架空结 构，其振陷等动变形特性在近年来也研究较 多）。研究表明：
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图 3-38
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4.孔压的有效应力路径模型
这种方法的根本依据是两条应力轨迹线，一条是 等体积的应力轨迹线，另一条是等应变的应力轨 迹线。试验表明，如在剪应力q～平均有效主应 力p′坐标上作图，则因固结不排水试验时，体积 不变，按孔压的发展即可由试验过程算得各种p′、 q的组合，这些点的连线即为等体积的应力轨迹 线。它可以在不同密度下对压缩和拉伸试验得到。 如果根据试验资料，将使土的剪应变达到指定数 值的p′、q组合点绘在q～p′坐标上，则得到等剪 应变的应力轨迹线。
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图 3-1
图 3-2
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在第一阶段，振动作用的强度较小，土 的结构没有或只有轻微的破坏，孔压的上升， 变形的增大和强度的降低度相对较小，土的 变形主要表现为由土粒垂直位移所引起的振 动压密变形；在第二阶段，动荷的强度超过 临界动力强度，孔压和变形出现明显增大， 强度明显降低，土的变形中逐渐增大着剪切 变形的影响；在第三阶段，强度达到极限强 度，孔压急剧上升，变形迅速增大，强度突 然减小，出现完全失稳现象。
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1. 动变形的大小与土的起始密度、湿度、起始 静应力状态、动荷作用的强度、振动持续的 时间等因素有关。应注意，在利用附加压力 作为增大动强度稳定性的措施时，应该注意 到可能因此而引起的更大变形问题； 2. 动变形的发展随振动历时的增长而增长，初 期增长较快，随后逐渐缓慢，在孔压升到最 大值而开始下降之后的相当长一段时间内， 变形仍然在继续增长，变形稳定值相对于孔 压的最大值具有一定的滞后现象。短时间的 动力作用只能引起较小的附加变形；
第五节 土的动力蠕变特性
蠕变是指荷载不变的情况下，土体变形随时间增长 缓慢发展的现象。动力蠕变特性是在保持静应力不 变的条件下改变动应力，在长期作用下探讨地基土 的附加沉降随时间的变化情况。试验表明，动荷情 况下的蠕变曲线主要取决于静荷载的大小，当静荷 载由小到大变化时，蠕变曲线由衰减型逐渐变为非 衰减型，且一定的静应力是振动蠕变的必要条件。 如果静应力很小，但在自重作用下则只会振密而不 会蠕变。不同土对振动蠕变的敏感程度不同，砂土 要比粘土更敏感。振动蠕变会使地基承载力降低， 基础振动振幅愈大地基承载力降低愈多，实际条件 下作用的允许静应力应以不引起地基土在该振幅下 的非衰减蠕变为宜。