影響土強(qiáng)度的外部條件講義PPT38

3.4影響響土土強(qiáng)強(qiáng)度度的的外外部部條條件件3.4.1圍壓壓3的影影響響3.4.2中主主應(yīng)應(yīng)力力的的2影響響3.4.3主應(yīng)應(yīng)力力方方向向的的影影響響———土強(qiáng)強(qiáng)度度的的各各向向異異性性3.4.4土的的抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度與與加加載載速速率率的的關(guān)關(guān)系系3.4.5溫度度與與土土強(qiáng)強(qiáng)度度關(guān)關(guān)系系3.4.1圍壓壓3的影影響響根據(jù)莫爾－庫(kù)侖侖理論，，在一般般應(yīng)力條條件下圍圍壓與偏差間關(guān)系(與2無(wú)關(guān))：（b<1.0）圖3－29非線性的的強(qiáng)度包包線f與n間的單值值函數(shù)關(guān)關(guān)系：Sacramento河松砂在不同圍圍壓下三三軸試驗(yàn)驗(yàn)的1/3－及v－3間關(guān)系曲曲線。3=0.1～13.7MPa臨界圍壓壓大約為為200kPa固結(jié)后孔孔隙比ec＝0.87,Dr=0.38松砂圖3－30松砂在不同圍圍壓下試試驗(yàn)曲線線（a）（b）3=0.1～13.7MPa,ec=0.61,Dr=100%3=13.7MPa高圍壓下下三軸試試驗(yàn)破壞壞后，砂砂的孔隙隙比e=0.37，明顯小于于初始孔孔隙比0.61。密砂圖3－31密砂（a）（b）臨界圍壓壓為20MPa左右。＝7.5。三軸試樣樣端部約約束膜約束壓力室內(nèi)內(nèi)的靜水水壓力加載桿的的摩擦力力試樣自重重制樣施加的負(fù)負(fù)孔壓－使試驗(yàn)驗(yàn)的精度度很難保保證極低圍壓壓（3<10kPa)下砂土的的三軸試試驗(yàn)強(qiáng)度度:3.3.2中主應(yīng)力力的2影響根據(jù)莫爾爾－庫(kù)侖侖強(qiáng)度理理論，土土的抗剪剪強(qiáng)度與與中主應(yīng)應(yīng)力2無(wú)關(guān)。圖3－32各種儀器器進(jìn)行的的真三軸軸試驗(yàn)結(jié)結(jié)果Ham河砂b=0正常固結(jié)結(jié)黏土圖3－33黏土三軸軸試驗(yàn)的的t與平面應(yīng)應(yīng)變?cè)囼?yàn)驗(yàn)的p11密砂：4－9松砂：2－4不同圍壓壓下平面應(yīng)變變和三軸軸壓縮的砂土內(nèi)內(nèi)摩擦角角比較圖3－34不同圍壓壓下砂土土高壓下二二者接近近相同。。Ramamurthy建議三軸軸與平面面應(yīng)變：密砂松砂平面應(yīng)變變方向的的主應(yīng)力力y2圖3－35平面應(yīng)變變方向的的主應(yīng)力力平面應(yīng)變變方向?yàn)闉橹兄鲬?yīng)應(yīng)力畢肖甫常常數(shù)b=0.25～0.35。只有在破破壞時(shí)才才是正確確的！y為小主應(yīng)應(yīng)力的條條件y[y-(z+x)]/E=0y=(z+x)如果z=xy=2x<xy=3如果z=kxk1.0y=(1+k)xk（1-）/yxy=3減載的泊泊松比小小于加載載y=(z+x)z=x=100kPal=0.3y=60kPa如果：u=0.2z=x=20kPa(z=x=80kPa)y=28kPa(y=32kPa)y=變成大主應(yīng)應(yīng)力y=1為什么超固固結(jié)土可K0>1.0？圖3－37k=1.17的平面應(yīng)變變等比試驗(yàn)驗(yàn)中，應(yīng)力力循環(huán)時(shí)應(yīng)應(yīng)力路徑。。卸載時(shí)，y小主應(yīng)力－－中主應(yīng)力力－大主應(yīng)應(yīng)力小中大3.4.3主應(yīng)力方向向的影響——土強(qiáng)度的各各向異性3撒砂砂土自下而上通通入CO2飽和-25凍結(jié)不同方向取取樣三軸試驗(yàn)圖3－39砂土不同方方向取樣的的強(qiáng)度試驗(yàn)驗(yàn)1－3顆粒長(zhǎng)寬比比：L/W＝1.64，定向作用造造成土的各各向異性圖2－75顆粒長(zhǎng)寬比比3.4.3主應(yīng)力方向向的影響——土強(qiáng)度的各各向異性阻力較小阻力較大圖3－41砂土顆粒排排列C-DA-B3.4.3主應(yīng)力方向向的影響——土強(qiáng)度的各各向異性圖3－40主應(yīng)力方向向?qū)ι巴翉?qiáng)強(qiáng)度的影響響各向同性砂砂土的Lade-Duncan強(qiáng)度準(zhǔn)則＝＝０圖3－42砂土真三軸軸試驗(yàn)的結(jié)結(jié)果zxy顆粒排列與與作用力：：分散結(jié)構(gòu)構(gòu)與絮凝結(jié)結(jié)構(gòu)固結(jié)歷史：：超固結(jié)與與正常固結(jié)結(jié)：k0土質(zhì)埋深黏粘土的各各向異性直剪試驗(yàn)圖3－43剪切方向與與抗剪強(qiáng)度度：剪切破壞面面與水平方方向的夾角角；：試樣軸向與與水平方向向夾角。土K0固結(jié)時(shí)的大大主應(yīng)力方方向?yàn)樨Q直直方向。圖3－44不同黏土在在三軸不排排水強(qiáng)度與與主應(yīng)力方方向的關(guān)系系(1)應(yīng)力歷史(正常固結(jié)與與超固結(jié))(2)埋深(3)地區(qū)，結(jié)構(gòu)構(gòu)性（1）應(yīng)力路徑對(duì)對(duì)于砂土的的有效應(yīng)力力強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)一般影響不大。（2）對(duì)于黏土，，只要沒(méi)有有太大的應(yīng)應(yīng)力反復(fù)，，其有效應(yīng)應(yīng)力強(qiáng)度指指標(biāo)受應(yīng)力力路徑影響不大。（3）但由于不同同應(yīng)力路徑徑下不排水水情況下的的超靜孔隙隙水壓力不不同，所以以土的不排水水及固結(jié)不不排水強(qiáng)度度指標(biāo)是受應(yīng)力路路徑影響的的。應(yīng)力路徑對(duì)對(duì)土的強(qiáng)度度的影響3.4.4土的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度與加載載速率的關(guān)關(guān)系——時(shí)間的影響響1.瞬時(shí)加載下下土的動(dòng)強(qiáng)強(qiáng)度2.土的蠕變強(qiáng)強(qiáng)度3.土的時(shí)效性性——擬似超固結(jié)結(jié)土1.瞬時(shí)加載下下土的動(dòng)強(qiáng)強(qiáng)度（1）在沖擊荷載載下，土的的強(qiáng)度一般般有所提高高，這可能能與土的破破壞需要一一定能量有有關(guān)。（2）對(duì)于飽和土土，控制土土強(qiáng)度的是是加載速率率，產(chǎn)生的的超靜孔隙隙水壓力是是否消散。。干砂的強(qiáng)度度與加載時(shí)時(shí)間的關(guān)系系K:黏土、砂土土；飽和；；圍壓速率加大圖3－45加載速率與與土的強(qiáng)度度圖3－46飽和砂土在不同同試驗(yàn)中的的強(qiáng)度－孔孔隙比e剪脹與負(fù)孔孔壓臨界孔隙比比ecr圖3－47加載速率與與黏土的不不排水強(qiáng)度度cu快速2.土的蠕變強(qiáng)強(qiáng)度蠕變強(qiáng)度對(duì)對(duì)于土工問(wèn)問(wèn)題有重要要意義：（1）土坡的穩(wěn)定定問(wèn)題，破破壞可能從從土體的局局部高應(yīng)力力水平區(qū)開(kāi)開(kāi)始，由于于蠕變向外外逐步擴(kuò)展展，達(dá)到土土體剪切破破壞發(fā)生滑滑坡。許多多天然滑坡坡就是這樣樣發(fā)生的。。（2）擋土構(gòu)造物物中的土壓壓力也受蠕蠕變的影響響，土的長(zhǎng)長(zhǎng)期強(qiáng)度降降低而使主主動(dòng)土壓力力增加。例例如在軟粘粘土中開(kāi)挖挖的基坑，，如果基坑坑暴露時(shí)間間過(guò)長(zhǎng)，其其支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)可能會(huì)由由于土的流流變性而產(chǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力力松弛而破破壞。圖3－48不同黏土的的蠕變強(qiáng)度度6種原狀粘土土，無(wú)側(cè)限限抗壓強(qiáng)度度qu次壓縮系數(shù)數(shù)Celgt時(shí)間圖5－3次壓縮系數(shù)數(shù)3.土的時(shí)效性性——擬似超固結(jié)結(jié)土

（Quasi-overconsolidation）（1）正常固結(jié)土土。（2）主固結(jié)已經(jīng)經(jīng)完成。但但如果此壓壓力長(zhǎng)時(shí)間間繼續(xù)施加，由于于土的流變變性而發(fā)生生的次固結(jié)結(jié)會(huì)使它繼繼續(xù)壓縮變密密，從而使使粘土顆粒粒間進(jìn)一步步接近使粒粒間力加強(qiáng)和和膠結(jié)材料料凝固。（3）在成千上萬(wàn)萬(wàn)年的有效效應(yīng)力作用用下，次固固結(jié)使這種正常固固結(jié)的老粘粘土表現(xiàn)為為類似超固固結(jié)土的特特性。（4）擬似超固結(jié)結(jié)土”QOC（Quasi-overconsolidation）。Pcq相當(dāng)于先期期固結(jié)壓力力，性質(zhì)接接近與超固固結(jié)土:（p0-e0)=(Pcq-e0)10000年，Q3,老粘土。圖3－49不同固結(jié)時(shí)時(shí)間的壓縮縮試驗(yàn)曲線線（1）峰值強(qiáng)度提提高。（2）殘余強(qiáng)度接接近相同正正常固結(jié)土土。（3）K0變小。圖3－50不同固結(jié)歷歷時(shí)的固結(jié)結(jié)不排水試試驗(yàn)有效應(yīng)應(yīng)力路徑荷載停頓圖3－51荷載停頓與與應(yīng)力應(yīng)變變曲線3.4.5溫度與土強(qiáng)強(qiáng)度關(guān)系在較高溫度度下，水的的黏滯性變變小，滲