土力学 第五章
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第五章土的抗剪强度5.1、5.2土的抗剪强度理论1、土体的抗剪强度组成:土体的抗剪强度主要由内聚力和内摩擦角组成;2、天然休止角:通过漏斗向地面撒沙的时候,沙堆与地面的夹角称为砂土的天然休止角;天然休止角亦最松散状态下的土体内摩擦角;-------同一种砂土、松散和密实状态土体的内摩擦角是不同的,主要因为越密实土体之间的接触面越大、滑动摩擦抗力越大,且越密实咬合摩擦力越大。
3、土体抗剪强度的影响因素:土体的抗剪强度首先取决于土体的C、值(由土体的组成、土的状态、土的结构、应力历史、毛细水压力等决定),其次取决于土体的应力状态,。
4、土体的抗剪强度指标:主要指土体的C、值。
5、抗剪强度主要解决的土力学问题:①各种类型的滑坡→边坡稳定性问题→第七章内容;②挡土结构物的破坏→土压力问题→第六章内容;③地基破坏→基坑承载及地基土稳定性问题→第八章内容;④砂土液化→土体的振动液化特性→第九章内容。
6、各种类型的滑坡:①崩塌:张拉破坏+剪切破坏共同组成;②平移滑动:主要为无粘性土或少粘性土的边坡破坏形式;③旋转滑动:主要为粘性土边坡的破坏形式;④滑流:边坡遇水产生流体似的滑动。
7、土体的内摩擦角:通常由土体之间的滑动摩擦力与咬合摩擦力组成。
(1)粗粒土的内摩擦角的影响主要影响因素有:密度、粒径级配、颗粒形状、矿物成分等,其中前三项影响土体之间的咬合力和接触面积(影响滑动摩擦力),矿物成分主要因为土体的滑动摩擦系数;(2)细粒土的内摩擦角的影响主要影响因素有:细粒土表面存在吸附水膜,颗粒通过吸附水膜间接接触会影响土体的滑动摩擦力,吸附水膜与土颗粒的含水量有关,故其摩擦角的影响因素更为复杂。
8、土体的内聚力:主要指细粒土的黏聚强度,取决于土颗粒之间的库伦力(静电力)、范德华力(分子间引力)、胶结作用和毛细水压力。
9、土体的库仑强度公式:总应力强度公式:;有效应力强度公式:;孔隙水压力不影响土体的抗剪强度,故上述两个相同。
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。