土的基本动力特性详解演示文稿
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第11章土的基本动力特性11.1 前言有许多工程问题与土在动力荷载下的性能有关。
由于地区的差异性和动力加载条件的复杂性,对土的动力问题不容易建立起学科体系,并把所有问题以适当的方法加以分类。
然而,如果按照与静力问题的只要区别对土的动力问题进行分类,则可以对土的动力性能作出一些综合性的评价。
11.1.1 应变范围有关静力问题的经典土力学,主要关心的是估计基础或土结构抵抗破坏的安全度,其基本的方法是估计土的有效强度,并与外部荷载引起的土中的应力进行比较。
这样,人们的注意力集中在估计土的强度上。
地基或结构物的沉降是与土的变形有关的另一个主要关心的问题,而粘土的固结则是经典土力学的一个主要分支学科。
回顾这两个主要研究领域,可以发现人们的注意力集中在与一定大小的变形有关的土的性能上。
众所周知,土的破坏通常发生在应变水平为百分之几的量级,由于固结或压缩引起10-量级或更大。
这样,可以注意到在小的工程所感兴趣的沉降,大多数情况下应变水平在3应变下土的现象是不被关心的。
与此相反,在土动力学中,土在运动中的状态是需要研究的课题,因此,惯性力是不能被忽视的另一种因素。
人们已经知道,随着土能发生变形的时间间隔越来越短,惯性力发挥着越来越重要的作用。
在简谐运动作用下,惯性力的大小是与该运动的频率成正比的。
假如应变水平是无限地小,则随着运动频率的快速增加,惯性力可能变得明显地大,以至于在工程实践中不能再忽略其影响。
鉴于这一原因,在土动力学中,有必要引起对应变水平低至610-量级的土的性能的注意,而在静力问题的经典土力学中,这是完全可以忽略的。
这一点正是动力问题和静力问题最重要的区别之一。
11.1.2 静力和动力加载条件的差异人们已经认识到,土的孔隙比、含水量、围护压力等是影响土的力学性能的主要因素。
其它因素,如应力历史、应变水平、温度等对土在荷载作用下的反应也起着重要的影响。
然而,这些因素对静力和动力加载条件是同样重要的,因此,它们不是度量动力特征区别于静力特征的基本要素。