土的力學性質(zhì)

1、第三章 土的力學性質(zhì)第一節(jié) 土的壓縮性 （教材82-83、86-95）第二節(jié) 土的抗剪性 （教材 120138）第三節(jié) 土的動力性質(zhì)簡介 （教材211-227）第三節(jié) 土的動力性質(zhì)簡介 土在動應力作用下的工程性質(zhì)與行為稱為土的土在動應力作用下的工程性質(zhì)與行為稱為土的動力特性。動力特性。 土的動力特性：土的動力計算模型及其參數(shù)、土的動力特性：土的動力計算模型及其參數(shù)、土的動強度，包括飽和砂土抗液化強度及其指土的動強度，包括飽和砂土抗液化強度及其指標。標。 飽和砂土液化飽和砂土液化 土的擊實特性土的擊實特性 土的動力計算模型土的動力計算模型 土動力特性的現(xiàn)場測試指標土動力特性的現(xiàn)場測試指標第三節(jié)

2、土的動力性質(zhì)簡介一、飽和砂土和粉土的振動液化一、飽和砂土和粉土的振動液化二、土的壓實性三、土的動力變形與動強度日本新瀉日本新瀉19641964年地震時砂土液化引起震陷。這些設計為抗震的建筑年地震時砂土液化引起震陷。這些設計為抗震的建筑物傾斜而未受損壞。物傾斜而未受損壞。加州沃森維爾附近的野外涌沙唐山地造成的噴水冒砂區(qū)分布圖砂土液化（橫向移動）系因地震時球粒（理想砂粒）的重新堆集。地震振動造成這種固體顆粒堆集更加有效，這會占據(jù)少量體積。一部分覆蓋層荷載由水來支撐，這就無法阻止水體橫向運移。砂土液化（Liquefaction of sand） 飽和砂土受震動時顆粒間趨于緊密，使孔隙水壓力增大，有效

3、應力減小。當有效應力趨于零時，砂土的抗剪強度消失，從而引起地面沉陷、斜坡失穩(wěn)或者地基失效的現(xiàn)象稱為砂土液化。常伴隨又噴水冒砂。 震動來源：機械震動（局部場地）、地震（區(qū)域性）地震液化的兩個過程 振動液化：飽水砂土在強烈地震作用下使孔隙水壓力迅速上升而產(chǎn)生振動液化 振動液化產(chǎn)生上下水頭差和孔隙水自上而下的運動，動水壓力推動砂粒向懸浮狀態(tài)轉(zhuǎn)化，形成滲流液化。砂土液化的影響因素內(nèi)因土類及其顆粒級配土的密實程度、飽水特性土結構的抗剪強度外因地震作用特征地震強度（震級、烈度）地震頻率和周期震動歷時環(huán)境條件場地地貌單元飽水砂土的埋藏條件地下水條件建筑物類型、基礎特性砂土液化評價 步驟：判別、分級、建議措施

4、步驟：判別、分級、建議措施 液化可能性判定液化可能性判定 經(jīng)驗判定法經(jīng)驗判定法 標貫試驗判定法標貫試驗判定法 剪切波速判定法剪切波速判定法 靜力觸探判定法靜力觸探判定法 Seed簡化判定法簡化判定法 液化等級劃分：液化指數(shù)液化等級劃分：液化指數(shù) 抗液化措施抗液化措施液化判別條件液化判別條件地震條件地震條件震級5級地震烈度地震烈度6度度是否為全新世乃至近代沉積層是否為全新世乃至近代沉積層是否為海相或河糊相沉積、人工挖填土是否為海相或河糊相沉積、人工挖填土是否為沖積平原、河漫灘、故河道等地貌是否為沖積平原、河漫灘、故河道等地貌土層埋深是否不超過土層埋深是否不超過20m地下水埋深是否不超過地下水埋深

5、是否不超過8m級配不連續(xù)砂土級配不連續(xù)砂土相對密度相對密度Dr 小于等于小于等于50%地質(zhì)條件地質(zhì)條件埋藏條件埋藏條件土質(zhì)條件土質(zhì)條件液液 化化粒徑粒徑40%正常級配砂土正常級配砂土0.1d501.0?粉土粉土粘粒含量粘粒含量10%不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)Cu 10塑性指數(shù)塑性指數(shù)Ip 10不液化不液化是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是否否否否否否否否否否否否否否否否否否（1）經(jīng)驗判別法流程（2）標貫試驗判定法 初步判別認為需進一步進行液化判別時，采用標貫試驗判別法。在地下15m深度范圍內(nèi)的液化土層滿足下式，土層應判為液化土層crNN63.5cwscrddNN/3)( 1 . 0

6、9 . 00式中 ： 飽和土標準貫入錘擊數(shù)實測值 液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值 No 液化判別標準貫入錘擊數(shù)基準值 ds飽和土標準貫入點的深度，m dw地下水位深度，m c粘粒含量百分率，當小于3或為砂土時，均應采用3。5 .63NcrN標準貫入錘擊數(shù)基準值N0近震烈度789遠震烈度78N061016N0812（3）剪切波速判定法（巖土班同學自學）scrsvv 2.00/3)(1.09.0cwssscrddvv式中 ： 液化臨界剪切波速 液化臨界剪切波速基準值scrv0sv2 . 0100NvsN06810121618VS0(m/s)145150160165175180（3）Seed簡化判定法

7、（了解）土內(nèi)任一深度處地震產(chǎn)生的剪應力為garVddeq/65. 0max引起場地內(nèi)任一深度處的砂層液化所需的剪應力為VrradDC50. 02/液化等級劃分 存在液化土層的地基應進一步探明各液化土層的深度和厚度，計算液化指數(shù)iinicriiwdNNI1le)1 (液化等級液化指數(shù)地面噴水冒砂情況對建筑物的危害程度輕微0Ile5地面無噴水冒砂或在洼地、河邊有零星噴冒點液化危害程度小，一般不致引起明顯的震害中等515一般噴水冒砂都很嚴重，地面變形很明顯液化危害性大，一般可產(chǎn)生大于200mm的不均勻沉陷，高重心結構可能產(chǎn)生不容許的傾斜第三節(jié) 土的動力性質(zhì)簡介一、飽和砂土和粉土的振動液化二、土的壓實

8、性二、土的壓實性三、土的動力變形與動強度二、土的壓實性二、土的壓實性工程意義工程意義土的擊實試驗土的擊實試驗壓實土的壓縮性和強度壓實土的壓縮性和強度重錘法:采用80400kN的重錘，從很高處(820m)自由落下，對土體進行強力夯實的方法。這是在的基礎上發(fā)展起來的一項技術。強夯法是用很大的沖擊能，使土體中出現(xiàn)沖擊波和很大的應力，致使孔隙被壓縮，土體局部液化，夯實點周圍產(chǎn)生裂隙，形成良好排水通道，土體迅速固結。最大加固深度可達1112m或更大。此法不僅能加固陸上土層，也能加固水中土層；適用于多種土類：粗粒土、低飽和度的細粒土、雜填土、素填土、濕陷性黃土；不僅能提高地基承載力，也可防止地基液化。對于

9、飽和細粒土，要慎用。青藏鐵路壓實路基廣州白云機場擴建工程京福高速公路電動擊實儀手提式擊實儀取樣設備%# # # # # 2# # 2#2 在使用本表格之前請先把你自已的盒號、盒質(zhì)量填入“盒質(zhì)量輸入”表對應的單元格內(nèi) 在以后使用自動繪圖表過程中，你只用在自動繪圖表中填盒號，盒質(zhì)量會自動填充。祥臨公路臨滄分指中心試驗室 木頭人 （QQ：21839421） 合同段105.42.683.2試樣風干含水量9.44.3g/cm3注：混合比重為： g/cm3飽和度校正后最佳含水量9.86.56.18.88.210.16.38.5 %最佳含水量校正后最大干密度 g/cm3最大干密度 試驗： 計算： 復核： 監(jiān)

10、理：監(jiān)理單位 % %3.52.84.63.9擊實試驗報告試驗編號報告日期承包單位工程名稱祥臨公路第9.994.4135.4103.9144.4106.0113.297.2109.094.923.13.33.84.85.76.96.98.68.99.6128.522.222.322.422.522.622.722.822.923.0138.4116.6157.7126.3166.9128.6135.9120.0131.9117.911119.9161.5131.1172.6135.5142.8128.6140.8456127.5789102.1292.1962.1202.0242.2202.33

11、52.3002.2224833508350074837670067006700670011533117831170711537568101214342111272670045722.1002.0362g3g/cm3gggg%含水量水質(zhì)量干試樣質(zhì)量含水量平均含水量盒質(zhì)量%試驗點號%預計含水量干密度筒+試樣質(zhì)量濕密度gggg/cm3干密度大于38mm顆粒含量取樣地點擊實次數(shù)筒質(zhì)量濕樣質(zhì)量盒號盒+濕樣質(zhì)量盒+干樣質(zhì)量擊實曲線圖2.002.022.042.062.082.102.122.142.162.182.202.220.02.04.06.08.010.012.0含水量%最大干密度g/cm3第三節(jié)

12、 土的動力性質(zhì)簡介一、飽和砂土和粉土的振動液化二、土的壓實性三、土的動力變形與動強度三、土的動力變形與動強度三、土的動力變形與動強度三、土的動力變形與動強度1.土在往復載荷作用下的應力應變特性土在往復載荷作用下的應力應變特性2.土動力性能的室內(nèi)試驗土動力性能的室內(nèi)試驗3.土動力特性現(xiàn)場測試指標土動力特性現(xiàn)場測試指標4.土的動強度土的動強度1.土在往復載荷作用下的應力應變特性土在往復載荷作用下的應力應變特性一次沖擊性動載荷：爆破、爆炸一次沖擊性動載荷：爆破、爆炸周期性載荷：地震力、振動機械、風浪、車輛等周期性載荷：地震力、振動機械、風浪、車輛等10-510-410-310-210-1110小變形

13、小變形中等變形中等變形大變形大變形彈性彈性彈塑性彈塑性破壞破壞火車、汽車行駛、機械振動火車、汽車行駛、機械振動打樁、地震打樁、地震液化、壓密液化、壓密1.土在往復載荷作用下的應力應變特性土在往復載荷作用下的應力應變特性+=VK0V動剪應變d動剪應力d動力試驗得到的應力應變曲線動力試驗得到的應力應變曲線滯回圈或滯回環(huán)滯回圈或滯回環(huán)2.土動力性能的室內(nèi)試驗土動力性能的室內(nèi)試驗動三軸試驗動三軸試驗動單剪試驗動單剪試驗共振柱試驗共振柱試驗動扭剪試驗動扭剪試驗振動臺試驗振動臺試驗3.土動力特性現(xiàn)場測試指標土動力特性現(xiàn)場測試指標剪切波速剪切波速Vs3.土動力特性現(xiàn)場測試指標土動力特性現(xiàn)場測試指標標準貫入試驗擊數(shù)標準貫入試驗擊數(shù)標準貫入試驗標準貫入試驗(SPT)(SPT)是動力觸探的一種，它利用一定的錘擊動能（錘重是動力觸探的一種，它利用一定的錘擊動能（錘重63.563.50.5kg0.5kg，落距，落距76762cm2cm），將一定規(guī)格的對開管式的貫入器），將一定規(guī)格的對開管式的貫入器( (對開管外對開管外徑徑51511mm1mm、內(nèi)徑、內(nèi)徑35351mm1mm，長度，長度457mm457mm；下端接長度；下端接長度76761mm1mm、刃角、刃角18182020、刃口端部厚、刃口端部厚1.6mm1