水下的内聚力和内摩擦角怎么确定
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内摩擦角(angle of internal friction)煤堆在垂直重力作用下发生剪切破坏时错动面的倾角土的破坏-正文在力的作用下,土会产生连续性滑动面,从而导致整体性破坏或者发生加速变形的现象。
由于土基本上不能承受拉应力,建筑活动尽可能避免拉应力在土内发生,因而工程实践中所发生的土的破坏,基本上都是剪应力作用的结果。
土抵抗剪应力的最大能力,称为土的抗剪强度(S)。
将其与剪切面上所承受的正应力(σ)的关系绘于S-σ坐标系中,得出近于直线型的剪切曲线,亦即莫尔破坏圆的包络线,可表示为S=σ tgυ+C式中υ为内摩擦角,C为内聚力。
此式称为莫尔-库仑破坏准则。
土抗剪强度的本质和剪切曲线的形状随土的粒组级配而异。
对粘性土来说,内摩擦(σtgυ)实际上是粘粒表面结合水的粘滞阻力,内聚力则主要是颗粒间公共结合水膜的结合力、分子吸引力以及干燥状态下固态可溶盐的胶结力等的综合反映。
粗粒土的内摩擦力主要由固体颗粒表面的摩擦阻力和颗粒彼此间的嵌合抗力组成,颗粒之间一般不相联结,基本上不具有内聚力,因而剪切曲线通常可表示为S=σ tgυ。
松砂的内摩擦角大致与其天然休止角(即自然堆积成的最大坡角)相等。
由于抗剪强度是压应力的函数,并不完全表征土的特性,故表征土抗剪性能的基本指标为内摩擦角υ(或内摩擦系数tgυ)和内聚力C。
它们可由试验测定。
土在动荷载作用下比在静荷载作用下更易发生破坏。
在细粒土中,触变性粘土最敏感,因为动荷载能够更有效地破坏因胶体陈化而已经形成的粒间联结。
砂土对动荷载的敏感性随土密实程度的降低而明显提高,某些疏松饱水砂土在振动荷载作用下甚至发生突然液化(见砂土液化)。
土在振动荷载作用下的破坏程度,除取决于土本身的地质特征以外,还与振动的振幅、频率和持续时间有关。
土体中常有结构面(层面、不同成因的裂隙),它们的强度较低。
土体的破坏往往沿结构面发生。
土的破坏对建(构)筑物造成极为严重的恶果。
地基土破坏后,可使建筑物发生大量沉陷或破裂,影响建筑物的正常使用,甚至导致建筑物破坏。
内摩擦⾓内摩擦⾓(angle of internal friction)煤堆在垂直重⼒作⽤下发⽣剪切破坏时错动⾯的倾⾓⼟的破坏-正⽂在⼒的作⽤下,⼟会产⽣连续性滑动⾯,从⽽导致整体性破坏或者发⽣加速变形的现象。
由于⼟基本上不能承受拉应⼒,建筑活动尽可能避免拉应⼒在⼟内发⽣,因⽽⼯程实践中所发⽣的⼟的破坏,基本上都是剪应⼒作⽤的结果。
⼟抵抗剪应⼒的最⼤能⼒,称为⼟的抗剪强度(S)。
将其与剪切⾯上所承受的正应⼒(σ)的关系绘于S-σ坐标系中,得出近于直线型的剪切曲线,亦即莫尔破坏圆的包络线,可表⽰为S=σ tgυ+C式中υ为内摩擦⾓,C为内聚⼒。
此式称为莫尔-库仑破坏准则。
⼟抗剪强度的本质和剪切曲线的形状随⼟的粒组级配⽽异。
对粘性⼟来说,内摩擦(σtgυ)实际上是粘粒表⾯结合⽔的粘滞阻⼒,内聚⼒则主要是颗粒间公共结合⽔膜的结合⼒、分⼦吸引⼒以及⼲燥状态下固态可溶盐的胶结⼒等的综合反映。
粗粒⼟的内摩擦⼒主要由固体颗粒表⾯的摩擦阻⼒和颗粒彼此间的嵌合抗⼒组成,颗粒之间⼀般不相联结,基本上不具有内聚⼒,因⽽剪切曲线通常可表⽰为S=σ tgυ。
松砂的内摩擦⾓⼤致与其天然休⽌⾓(即⾃然堆积成的最⼤坡⾓)相等。
由于抗剪强度是压应⼒的函数,并不完全表征⼟的特性,故表征⼟抗剪性能的基本指标为内摩擦⾓υ(或内摩擦系数tgυ)和内聚⼒C。
它们可由试验测定。
⼟在动荷载作⽤下⽐在静荷载作⽤下更易发⽣破坏。
在细粒⼟中,触变性粘⼟最敏感,因为动荷载能够更有效地破坏因胶体陈化⽽已经形成的粒间联结。
砂⼟对动荷载的敏感性随⼟密实程度的降低⽽明显提⾼,某些疏松饱⽔砂⼟在振动荷载作⽤下甚⾄发⽣突然液化(见砂⼟液化)。
⼟在振动荷载作⽤下的破坏程度,除取决于⼟本⾝的地质特征以外,还与振动的振幅、频率和持续时间有关。
⼟体中常有结构⾯(层⾯、不同成因的裂隙),它们的强度较低。
⼟体的破坏往往沿结构⾯发⽣。
⼟的破坏对建(构)筑物造成极为严重的恶果。
内摩擦角和粘聚力取值换算内摩擦角和粘聚力,这俩东西要说起来其实挺有意思的,毕竟它们关系到很多现实生活中的问题。
比如,你站在一块大石头上,想跳到旁边那块石头上去,是不是就得考虑摩擦力?如果摩擦力不够,别说跳了,可能都站不稳。
你要是滑倒了,可能还得站起来拍拍屁股,看看是不是自己没掌握好那个“角度”。
说到“角度”,就不得不提到内摩擦角了。
简单点说,内摩擦角其实就是物体之间的“亲密度”,比如一块石头和土壤接触时,土壤就得给它一些摩擦力,才不会让它轻松溜下去。
那摩擦力到底有多大呢?它跟什么因素有关?这就得扯到粘聚力了。
哦对了,粘聚力这个东西可不是单纯的粘性,它代表的是颗粒之间的“凝聚力”。
换句话说,当你把土块或沙子堆积起来时,粘聚力会让它们“死死”地粘在一起,大家就像是好朋友一样,互相不舍得分开。
所以,内摩擦角和粘聚力的大小,决定了一个物体能不能在地面上站得稳,也决定了它能不能在重力的作用下保持原状。
如果这俩东西太小了,那说白了,就是容易崩溃,像沙堆一样,只要稍微一推,整个沙堆就可能散了。
你可能会问,内摩擦角和粘聚力怎么换算呀?这两者之间有个简单的关系,只不过你得先弄明白它们各自的定义。
内摩擦角,顾名思义,它跟“角度”有关系。
每种土壤或者岩石都能承受一定的摩擦力,到了一个角度,再大的摩擦力也无法阻止它滑动。
粘聚力呢,就是这个力背后支撑的一种“基础力量”。
换句话说,如果一个土堆没有足够的粘聚力,那它的内摩擦角就算再大,整个堆积的东西也会滑下来。
想象一下,如果你把一堆沙子堆得再高,如果没有粘聚力的支持,它早晚会滑下来。
反过来,如果有了足够的粘聚力,即便内摩擦角稍微小一点,也能让堆积物保持稳固。
怎么把这两者联系起来呢?这其实有个公式,虽然说起来有点数学,但大家别紧张,挺简单的。
内摩擦角和粘聚力的关系可以通过库仑摩擦定律来换算,公式大致是:tan(φ) = σ / τ,其中φ就是内摩擦角,σ是法向力,τ是剪切力。
反算法中粘聚力和内摩擦角或综合内摩擦角经验确定
近日来,有些同仁询问滑面参数的确定方法,依据前人的成功经验和笔者的总结,将曾经发过的一篇文章重新整理,概略如下,供参考。
1、理论上,对于粘粒含量占优的坡体,多采用选用内摩擦角而反算粘聚力;对于粗颗粒含量占优的坡体,多采用选用粘聚力而反算内摩擦角;
2、在圆弧搜索法中,粘聚力和内摩擦角的取值不同会影响潜在滑面的形态,因此,分别选取时应慎重。
3、传递系数法中,由于滑面或潜在滑面基本由人工勾绘确定,因此,粘聚力和内摩擦角的选用不会影响滑面或潜在滑面形态。
这时,粘聚力和内摩擦角选取误差会形成“翘翘板”效应,因此,粘聚力和内摩擦角其中一个选取偏小时,会使另一个反算时偏大,这对坡体潜在下滑力的影响较小,不必过于较真。
4、根据滑坡专家王恭先的经验,当滑面厚度为5m时,可取粘聚力C=5KPa,然后反算内摩擦角Φ;当滑面厚度为10m时,可取粘聚力C=10KPa,然后反算内摩擦角Φ;当滑面厚度为15m时,可取粘聚力C=15KPa,然后反算内摩擦角Φ;当滑面厚度为20m时,可取粘聚力C=20KPa,然后反算内摩擦角Φ。
但不宜再往下类推了,呵呵。
5、采用综合内摩擦角时,可采用Φu=arctan(tanΦ+C/γH)公式换算,但有时也可近似采用10KPa=0.5度进行粗略换算。
粘聚力和内摩擦角关系
1黏着力与内摩擦角的关系
黏着力是相邻表面之间的原子乃至分子之间及表面间引起的吸引力,其大小主要由表面间的粘附和内部状态(表面凹凸程度,温度,湿度,化学成分、表面活性剂)等决定。
内摩擦角是相对滑动体表面形成一层润滑物质,从而使得滑动体之间的摩擦降低的一种参数。
2.黏性力和内摩擦角的共同影响
黏着力是影响摩擦的主要因素,但是影响黏着力的另一个重要因素就是内摩擦角。
黏聚力是在接触表面间产生的力,而内摩擦角是表面的粗糙程度,也就是内部的粘性力。
当表面的粗糙程度越高时,表面间的作用力增加,黏着力也会增加。
相反,表面的粗糙程度越低时,表面间的摩擦力也会减少,黏着力也会降低。
3.黏着力和内摩擦角的应用
黏着力和内摩擦角的研究有重要的实际意义,它们的应用是在一定的温湿度以及一定的粗糙程度下改变吹气速度和滑动力矩来保持相同的焊接质量。
研究黏着力和内摩擦角有助于改善润滑剂的抗摩擦性能、提高润滑剂的流动性、降低油层的结晶性等,从而保证润滑剂的工作性能,从而达到节能减排、降低润滑剂消费等目的。
淤泥内摩擦角和粘聚力一、引言淤泥是一种由水和土壤颗粒混合而成的流体,其特点是黏稠度高、流动性强。
淤泥内摩擦角和粘聚力是研究淤泥性质和行为的重要参数。
本文将详细介绍淤泥内摩擦角和粘聚力的概念、测量方法以及对工程实践的影响。
二、淤泥内摩擦角淤泥内摩擦角是指在淤泥颗粒之间产生的内摩擦力所能达到的最大值。
它与淤泥的黏稠度和颗粒形状有关。
内摩擦角的大小决定了淤泥的抗剪强度和稳定性。
测量淤泥内摩擦角的常用方法有直剪试验、剪切试验和压缩试验等。
直剪试验是将淤泥样品放置在一个切割刀上,通过施加垂直和水平力来测量淤泥的内摩擦角。
剪切试验是在剪切应力作用下测量淤泥的内摩擦角。
压缩试验则是通过施加垂直压力来测量淤泥的内摩擦角。
淤泥内摩擦角的大小受到多种因素的影响,包括颗粒形状、颗粒大小、颗粒浓度以及颗粒之间的相互作用力等。
一般来说,颗粒形状越圆滑,颗粒大小越小,颗粒浓度越高,内摩擦角就越小。
此外,颗粒之间的相互作用力也会影响内摩擦角的大小。
三、淤泥的粘聚力淤泥的粘聚力是指颗粒之间的吸附力和黏着力。
粘聚力的大小反映了淤泥颗粒之间的结合程度和稳定性。
粘聚力的大小与淤泥颗粒的表面性质、颗粒形状以及淤泥中的水含量等因素有关。
测量淤泥的粘聚力可以采用直接剪切试验、拉拔试验和压缩试验等方法。
直接剪切试验是将淤泥样品置于两个平行切割刀之间,通过施加剪切力来测量淤泥的粘聚力。
拉拔试验则是通过施加拉拔力来测量淤泥的粘聚力。
压缩试验是通过施加垂直压力来测量淤泥的粘聚力。
淤泥的粘聚力受到多种因素的影响,包括颗粒表面的化学成分、颗粒形状、颗粒大小以及淤泥中的水含量等。
一般来说,颗粒表面的化学成分越活跃,颗粒形状越不规则,颗粒大小越大,粘聚力就越大。
此外,水含量的增加也会增加淤泥的粘聚力。
四、淤泥内摩擦角和粘聚力对工程实践的影响淤泥的内摩擦角和粘聚力对工程实践具有重要的影响。
首先,淤泥的内摩擦角决定了淤泥的抗剪强度和稳定性。
在土木工程中,淤泥的抗剪强度是一个重要的设计参数,它直接影响到工程的稳定性和安全性。
内摩擦角φ、和内聚力C取值问题的答疑
岩土工程的发展到今天,准确计算出土体抗剪强度指标的大小对于评估岩土工程的安全性和经济性有着十分重要的意义.土的抗剪强度指标是岩土工程中最重要的参数之一,是合理设计的基石.目前,工程上用的c、φ值,多采用直剪试验获取,存在许多问题.
首先,试验的真实性影响.这个主要是人为因素,勘察市场的混乱往往是利益的驱使,往往是对勘察工作不重视的结果,一方面,市场混乱导致大家皆相互压价,以得取工程,而监理制度出现,又打压了少钻、不钻的现象,无疑将利润指向试验这块小肥肉;另一方面,仪器的精度和试验的个数导致实验数据离散性大,导致试验数据要比经验数据更不科学,所以大家竞相采用经验数据,而忽略试验数据.这就导致快速出试验数据的市场大好.
再者,规范对实验数据的规范不够,说法不一.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011附录E中,要求用内摩擦角标准值和黏聚力标准值;《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012要求有效应力强度指标;《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002又提出了等效内摩擦角的感念以及内摩擦角的折减;其他如水利水电工程地质勘察规范、碾压式土石坝设计规范等都要求抗剪强度计算标准值求取小值平均或概率分布的某个分位值.综上,各种指标和要求,每家规范都有自己的
一个标准,导致工程师在选用上有时难以达到规范要求,有时出于效率要求只给个保守经验值.
最后,以西南红粘土的勘察c、φ值为例管总窥豹,看一下土工试验数据的重要性.西南红粘土c值50~160kPa,但是,以工程中的取值一般都是在30~60不等,一旦取了经验值,就无形中造成了极大的浪费.安全固然重要,但是经济也已登上舞台,过高的施工费用的设计是站不住市场的,更是没有出路.。
内聚力和内摩擦角公式
内聚力和内摩擦角是物理学中常见的概念,它们分别是描述物质粘
合力和物体表面抵抗相对滑动的力。
以下将分别介绍内聚力和内摩擦
角的定义、公式以及应用。
一、内聚力
内聚力是物质分子间的吸引力量,是物质固结和凝聚的重要因素之一。
它决定着物质的相互粘合程度和稳定度。
内聚力越大,物质越牢固,
相反,内聚力越小,物质越松散。
内聚力公式:
内聚力= 表面能/分子数
其中,“表面能”指的是物质表面的能量,它与物质的性质有关,而“分
子数”指的是单位体积或面积内分子的数量。
内聚力的应用:
1. 在建筑材料中,内聚力的大小决定着物质的抗拉强度、抗折强度等
力学性质,因此在设计和选择建筑材料时需要考虑内聚力的大小。
2. 在制药过程中,药物颗粒间的内聚力大小直接影响着药丸的质量和
稳定性。
因此药品生产中需要控制颗粒的内聚力。
二、内摩擦角
内摩擦角是物体表面抵抗相对滑动的力,即表面粗糙度和压力之间的
比值。
它决定着物体在斜面上的滑动程度和在水平面上的牢固度。
内摩擦角公式:
内摩擦角=切向力/法向力
其中“切向力”指的是物体表面抵抗相对滑动的力,“法向力”指施加在物体表面的垂直方向上的力。
内摩擦角的应用:
1. 在工程设计领域中,内摩擦角通常用于计算土体的切割力和稳定性,以及负责坡道设计和防滑处理。
2. 在机械工程领域中,内摩擦角用于计算机械部件在运动过程中的稳
定性和固定度。
以上就是内聚力和内摩擦角的定义、公式和应用,它们在物理学和工
程领域中都有广泛的应用。
粘聚力内摩擦角测定实验摩擦力是物体相互接触时产生的一种力,它对于我们日常生活和工程设计都具有重要意义。
而摩擦力的大小与物体表面的粗糙程度、材料的性质以及物体之间的压力等因素密切相关。
在研究摩擦力时,我们经常会遇到一个重要的参数——摩擦角。
摩擦角是指两个物体相对滑动时,物体表面之间的内摩擦力与垂直于物体表面的压力之比。
粘聚力内摩擦角测定实验就是一种常用的方法,用于测定物体表面的粘聚力内摩擦角。
实验步骤如下:1. 准备工作:首先,我们需要准备一块平整的试样,可以是金属、塑料或其他材料。
试样的表面应该是干净、光滑且无明显磨损的。
同时,还需要准备一个测力计和一个施加压力的装置。
2. 固定试样:将试样固定在水平台上,确保其表面与水平台平行。
可以使用夹具或胶水等方式将试样固定在水平台上。
3. 施加压力:使用施加压力的装置,对试样施加一个垂直于其表面的压力。
可以通过调节装置的压力大小来控制压力的大小。
4. 测量力的大小:将测力计的传感器与试样表面接触,并记录下测力计显示的力的大小。
这个力就是试样表面的粘聚力。
5. 施加水平力:在保持垂直压力不变的情况下,施加一个水平方向的力,使试样开始滑动。
记录下此时测力计显示的力的大小。
6. 计算摩擦角:根据测力计显示的力的大小,可以计算出试样表面的内摩擦力。
然后,将内摩擦力除以垂直压力,即可得到粘聚力内摩擦角的大小。
通过这个实验,我们可以得到不同材料表面的粘聚力内摩擦角。
这个角度可以用来评估材料的摩擦性能,对于工程设计和材料选择具有重要意义。
需要注意的是,实验中的一些因素可能会对测量结果产生影响。
例如,试样表面的污染物、试样与水平台之间的间隙以及施加压力的均匀性等因素都可能导致测量结果的误差。
因此,在进行实验时,需要尽量控制这些因素,以确保测量结果的准确性和可靠性。
总结起来,粘聚力内摩擦角测定实验是一种常用的方法,用于测量物体表面的摩擦性能。
通过这个实验,我们可以得到不同材料表面的粘聚力内摩擦角,为工程设计和材料选择提供参考依据。
水下的内聚力和内摩擦角怎么确定?
答:地质报告中提供的固结快剪的C 、φ值。
固结快剪,就是土体充分固结后进行快剪试验。
如果是基坑和边坡,严格要求是做三轴剪切试验。
但很多地方都不做,为了省钱省时间。
固结快剪的指标是肯定不能用于水下的,如果是粉土或砂土,折减值较大;如果是粉质粘土,折减系数小点;如果是粘土,折减系数最小。
具体折减多少,应该问比较熟悉当地土质的工程师。
楼说的对,在2012年新修订的群筑基坑支护技术规程上对抗剪强度的指标选取都有说明,不过话又说回来,对于不同土质、不同成因、不同工况的基坑工程的参数选择最好由有经验的注册岩土工程师把一下关,我所见过的基坑方案设计有不少都存在这些问题。
以下谈几点:
1、直剪C 、φ值较适合自然放坡条件或基坑周边环境宽松情况下,一般性支护结构上的土压力计算;三轴剪(UU)C 、φ值适合安全等级一级或基坑采用防渗帷幕时土压力计算,饱和的软粘土或含水量大的欠固结土均选UU值合适;
2、地下水位以下的正常固结土或超固结土,选用固结快剪的C 、φ值或三轴CU试验值更合适些;
3、地下水位以下的砂土可参见规范。
有试验值的话按试验值折减,一般是取0.8左右,因为对于摩
擦系数试验多的话是有规律的,但C值数据越多离散性越大,试验数据要折的更多一些。
按当前的情况是大多行业都有相关的经验值,这是多年总结的结果,可靠性更高。
在没实验数据的情况下,根据经验,水下内聚力=内聚力-5左右
水下内摩擦角=内摩擦角-3左右。
我觉得水下取值如果依据室内试验的话最好取饱和土的抗剪强度
一般来说,粘土受到的影响较小,粉质粘土次之,粉土、砂土影响最大。
一般勘察报告取0.8-0.9的折减系数,理论上摩擦角受水的影响很小
个人觉得水上水下一样即可,本来土工的参数就是糊涂账,何必去叫真?。