2022年土力學試驗總結(jié)標準

1、第PAGE8頁共NUMPAGES8頁2022年土力學試驗總結(jié)標準巖土試驗力學課程論文題目：巖土試驗力學發(fā)展現(xiàn)狀和前景專業(yè)：巖土工程一、巖土力學試驗1.巖土力學試驗概況要很好的解決巖土工程問題、防災(zāi)、治災(zāi)，必須首先進行勘察與測試、試驗與分析，并利用土力學、巖石力學、基礎(chǔ)工程、工程地質(zhì)學等的理論與方法，對各類工程進行系統(tǒng)研究。因此，巖土力學試驗是巖土工程規(guī)劃設(shè)計、防災(zāi)的前期工程，也是地基與基礎(chǔ)設(shè)計，治理地質(zhì)災(zāi)害的不可缺少的重要環(huán)節(jié)。2.巖土力學試驗?zāi)康?1)了解巖石本身的物理和力學性質(zhì)；(2)巖體質(zhì)量分級、工程地質(zhì)條件與問題評價；(3)邊坡、地基和隧道圍巖變形及穩(wěn)定性分析，地質(zhì)災(zāi)害防治工程方案論證

2、等；(4)為巖土工程設(shè)計與施工提供參數(shù)和依據(jù)；(5)揭示巖土的變形規(guī)律和強度特征及破裂機理，建立其數(shù)學力學模型，進行巖土工程結(jié)構(gòu)的力學分析。3.巖土力學試驗內(nèi)容(1)巖石物理性質(zhì)試驗含水率、顆粒密度、塊體密度；(2)巖石水理性質(zhì)試驗吸水性、滲透性、膨脹性、耐崩解性和凍融性。(3)巖石力學性質(zhì)試驗單軸壓縮強度和變形試驗、三軸壓縮強度和變形試驗、抗拉強度試驗、直剪強度試驗和點荷載強度。二、巖土試驗力學概況巖土試驗力學是土木工程巖土專業(yè)的一個分支，它是一門十分重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。它主要包括學習巖土實驗力學的基本理論，知道巖土的物理力學性質(zhì)、強度變形計算、穩(wěn)定性分析、擋土墻及基坑圍護的設(shè)計與計算、地基承

3、載力等巖土力學基本理論與方法。結(jié)合有關(guān)交通土建、建筑工程、土木工程的理論和施工知識，分析和解決巖體工程及地基基礎(chǔ)問題。三、巖土試驗力學的發(fā)展現(xiàn)狀1.計算方面由于巖土材料比較特殊，那么在研究巖土試驗力學方面就會比較復雜。巖土體本身就是一個復雜的系統(tǒng)，具有不確定性，不規(guī)則性和不明確性。目前，我國的巖土試驗力學工作者傾向于采用理想數(shù)學模型和力學模型建立和描述巖土的各類特性，結(jié)果往往不是很理想，甚至出現(xiàn)很大的偏差。那么，為解決這一現(xiàn)狀，為突破創(chuàng)新，新的方法和技術(shù)是必不可少的。在此，我國也已經(jīng)找到解決方案，注入了新的研究巖土試驗力學理論的思想。分析幾何就是研究巖土試驗力學需要用的一種新技術(shù)，新方法。它的

4、工作原理是研究一個復雜系統(tǒng)的形態(tài)、功能等。緊密聯(lián)系它們之間的關(guān)系，用維數(shù)表展現(xiàn)系統(tǒng)的復雜性。系統(tǒng)與維數(shù)值成正比例關(guān)系，值越大，系統(tǒng)越復雜。分形幾何在計算巖土試驗力學中的應(yīng)用主要包括“定量的對巖土材料結(jié)構(gòu)進行描述，研究調(diào)查水如何在巖土中流動，測量巖土材料的強度和分析巖土力學特征”四方面的內(nèi)容。分形幾何又被概括為兩個方面，分形圖形和維數(shù)計算。常用的分形模型有koch曲線，cantor集合，sierpinski地毯和menger海綿等，如下圖。它們都屬于數(shù)學分形，它們之間有一定的相似性。同時，分形維數(shù)分為_種，相似維數(shù)，容量維數(shù)，信息維數(shù)，關(guān)聯(lián)維數(shù)和廣義分形維數(shù)。對于不同的分形維數(shù)的測量各有不同的方

5、法，如其中的關(guān)聯(lián)維數(shù)是利用關(guān)聯(lián)函數(shù)來取得的。2.模型應(yīng)用方面從巖土試驗力學的發(fā)展史來看，巖土試驗力學的力學模型主要有：彈性模型(胡克體)、粘彈性模型(麥克斯韋體)、內(nèi)含時間彈塑性模型和損傷模型。其中彈性模型又分為線性彈性和非線性彈性兩方面。由于巖土試驗力學特性是不一樣的，根據(jù)介質(zhì)力學理論，建立的模型應(yīng)有非線性彈性、彈塑性、粘彈塑性和塑性內(nèi)時模型等。當前最常用的力學模型有兩種，非線性彈性模型和南水模型-_水利科學院非線性模型。非線性彈性模型是duncan和chang采用kondner的建議和三軸壓縮實驗結(jié)果，采用變切線彈性模量和變切線體積模量對粘土和砂土進行了模擬，建立了duancan-chan

6、g模型，其預(yù)測結(jié)果溫和于試驗結(jié)果。而南水模型將domaschuk模型加以推廣，把剪切曲線變成推廣曲線，不僅適用于硬化的巖土，還可以適用于超固結(jié)土和巖石等軟化巖土。它不但考慮了軟硬方面還考慮了膨脹與壓縮方面，適用范圍非常廣泛。四、目前巖土試驗力學發(fā)展存在的問題和解決措施1.在計算方面的不足和解決措施我國巖土試驗力學水平，還不能達到使計算誤差小于_%的愿望，這還有待努力，但我國正在努力向這個目標靠近。在排除施工因素后，誤差控制在_%以內(nèi)是完全有可能的。計算巖土試驗力學工程還不完善，因為當前的研究只是剛開始，只涉及到很小的一部分，只取的很小的研究成果，我們還當深入到巖土試驗力學的各個領(lǐng)域里。我們要將

7、分形幾何理論完全引入巖土力學宏圖中，還要加大分維數(shù)的探討和研究，理解巖土試驗力學系統(tǒng)的基本原理和分清明了各空間的關(guān)系。只有對巖土材料有深入認識和了解我們才能選取合適的計算方法和計算模型，減小計算誤差，避免錯誤發(fā)生，并能促進巖土工程各方面力學的綜合發(fā)展。2.模型應(yīng)用方面的不足和解決方案線彈性模型不能考慮剪脹變形，它只考慮受荷載作用的變形狀況，忽略了不能恢復的塑形變形。塑形變形往往在荷載作用下，荷載不斷變化中產(chǎn)生的，通常容易被忽略。它不適用于應(yīng)力路徑復雜時，會受彈性恢復的影響，產(chǎn)生誤差。duncan-chang模型就沒考慮到這方面的內(nèi)容，它只適用于粘性土、砂土，其他土就不會產(chǎn)生作用，它不能考慮巖土

8、的性質(zhì)和特征。我們可以只在分析巖土穩(wěn)定性時使用它。南水模型建立在domaschuk模型中并推廣，考慮了剪切膨脹和壓縮方面，并考慮了應(yīng)力方面的影響，但是不能考慮靜水壓力作用的影響。當模型采用非關(guān)聯(lián)流動理論，也不能避免剪切膨脹現(xiàn)象的發(fā)生，對巖土體縮減也考慮不到。所以在建立南水模型時，我們要綜合考慮多方面因素，建立一個完善的模型。劍橋模型也有一定的缺陷，只建立了_個參數(shù)。在構(gòu)建上沒有充分考慮剪切變形，只利用塑形體積做參量，不考慮應(yīng)力作用，當應(yīng)力產(chǎn)生時，它是不能反應(yīng)和突出的。五、我國巖石試驗力學發(fā)展動向規(guī)劃巖土試驗力學理論和本構(gòu)模型已經(jīng)過_的發(fā)展，但它們還不成熟，那么今后研究“巖土材料穩(wěn)定性和變形分析

9、”是我們_的對象，可以通過建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，損傷模型和粘彈模型來研究和探討它們。它還是一個比較新的研究課題，在研究過程中，我們要建立多種模型和充分利用試驗數(shù)據(jù)。六、結(jié)論雖然我國在計算巖土試驗力學方面存在些缺陷，但我們正在盡快完善，以達到控制誤差在百分之十以內(nèi)的目標。2022年土力學試驗總結(jié)標準（二）土力學地基基礎(chǔ)實驗總結(jié)土力學地基基礎(chǔ)實驗是課程教學的一個重要組成部分。參與實驗的是05級建筑工程技術(shù)專業(yè)兩個班的學生，其中一班_人，二班_人。根據(jù)實驗室設(shè)備情況，將每個班分成四批次，每批學生8_人，每一批次又分成_個小組，每小組_人協(xié)調(diào)配合操作共同完成實驗。本學期土力學實驗出勤情況總體很好，能夠按照

10、實驗課程時間的安排和實驗大綱的要求進行實驗。學生對實驗的積極性比較高，對動手操作的實驗課程比較感興趣，能積極主動的參與到實驗操作中來。甚至平時學習不太努力，學習成績比較差的同學也能積極主動參加實驗。在剛開始的幾個實驗中，能明顯看的出來學生動手能力不強。經(jīng)了解很多同學在中學階段很少參與親自動手的實驗，甚至有些學生在上大學前學習的時候?qū)嶒炚n程就是看老師進行實驗演示，從來沒有參加過這樣的動手實驗，這也許是學生動手能力不太強的一個原因。在前幾個實驗中，明顯感覺到學生操作動作比較生硬，動作過于謹慎，剛開始的實驗雖然安排的是密度、含水量這些比較簡單的實驗，但實驗過程還不夠連貫，實驗數(shù)據(jù)準確度不夠。經(jīng)過實驗

11、指導教師的鼓勵、指導和演示，這一現(xiàn)象很快就有了較大變化，后面實驗如壓縮實驗，剪切實驗雖然復雜很多，但學生的操作明顯比前面的實驗要好。這基本達到我們本實驗課程在一定程度上提高學生動手操作能力的目的。通過實驗后的抽問的情況來看，學生對土力學的基本概念有了更深的了解。同時也增加了學生對土力學基本理論學習的興趣，反過來發(fā)現(xiàn)學生在學理論課時原來只是走馬觀花或死記硬背的概念和理論，他們能夠自覺深入去理解。這也達到我們通過實驗加深理論知識的學習的目的。通過實驗還發(fā)現(xiàn)實驗課程能增進師生交流的作用，由于實驗每一批次學生人數(shù)比較少，提供了教師與學生面對面交流的更多機會，老師對學生有了更多的了解，學生和老師也建立了

12、更密切的關(guān)系。在實驗過程中充分發(fā)現(xiàn)學生的優(yōu)點和進步，通過表揚和鼓勵，在獲得學生好感的同時，學生實驗不但能更好地遵守紀律，不但實驗進行的更加順利，實驗氣氛也比較好。教師也更大一步獲得學生的信任，師生之間也有了感情交流。通過實驗發(fā)現(xiàn)學生在課余時間和老師見面時打招呼時明顯熱情多了，在密切了師生關(guān)系的同時，_提高了學生對課程學習的興趣。從實驗具體內(nèi)容來看，在密度實驗中，學生在預(yù)習是普遍不能很好理解凡士林作為潤滑劑涂在環(huán)刀內(nèi)壁的作用，應(yīng)該在實驗之前給予解釋潤滑劑保持切面土體更加完整，保持土體體積更加準確的作用。在含水量實驗中學生覺得稱量盒蓋是多余的，結(jié)合實驗應(yīng)該講解在野外取土時稱量盒蓋保持水分不流失得以

13、準確稱量的作用。在塑限實驗中學生對土條粗細把握方面不太準確，在搓土條時用力把握的不是很好，容易形成空心搓，對裂紋具體是怎樣一種情況作為判定標準也把握的不是很好，應(yīng)該在實驗過程中找一組做的好的樣品給同學展示，讓該實驗有更具體的參照標準。在液限實驗中落錐時錐尖的高度把握不太好，學生對加水的量沒有認識，這個實驗要經(jīng)過多次反復調(diào)試才能達到實驗要求，實驗時間拉的比較長，結(jié)果準確度有較大偏差，學生在試了多次還不成功的情況下容易產(chǎn)生急噪心理，實驗指導教師應(yīng)該在實驗過程中對加水量進行指導，同時在實驗之前應(yīng)該讓學生有足夠的心理準備，在鍛煉學生耐心的同時，也可以提高實驗數(shù)據(jù)能準確度。在壓縮實驗時，由于該實驗時間比較長，在發(fā)生錯誤時要求學生重新做比困難，在實驗之前就要求學生注意實驗操作步驟；這