第三章 土的力学性质VIP专享VIP免费

第三章土的力学性质本章主要内容：本章主要内容：第一节土的压缩性；第一节土的压缩性；第二节土的抗剪性。第二节土的抗剪性。土的力学性质主要是指土的变形和强度特性。土的变形是指土的压缩性，土的强度主要是指土的抗剪强度。第一节土的压缩性第一节土的压缩性一、土的压缩性基本概念及压缩变形特点一、土的压缩性基本概念及压缩变形特点土的压缩性：土的压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性。土在压力作用下体积缩小的特性。土的压缩性特点：土的压缩性特点：土由固、液、气三相组成，土要压土由固、液、气三相组成，土要压缩就要排出土中的气体与水，而土中水的排出需要一缩就要排出土中的气体与水，而土中水的排出需要一定时间，所以土的压缩变形不是瞬间完成，也需要一定时间，所以土的压缩变形不是瞬间完成，也需要一定时间才能稳定下来（钢、混凝土等材料的压缩是瞬定时间才能稳定下来（钢、混凝土等材料的压缩是瞬间完成的）。间完成的）。土在压缩时的应力与应变关系并不是直线。在计算地土在压缩时的应力与应变关系并不是直线。在计算地基沉降量需要知道土的压缩性指标，此指标一般通过基沉降量需要知道土的压缩性指标，此指标一般通过室内土工试验和原位试验求得。在实验室求土的压缩室内土工试验和原位试验求得。在实验室求土的压缩指标时常采用指标时常采用完全侧限条件完全侧限条件（即不允许土样产生侧向（即不允许土样产生侧向变形变形————为了和实际土的压缩情况尽量保持一致）为了和实际土的压缩情况尽量保持一致）,,所产生的误差不大，可以被一般工程所接受。所产生的误差不大，可以被一般工程所接受。二、土的压缩曲线和再压缩曲线二、土的压缩曲线和再压缩曲线试验仪器三、土的压缩性指标土的压缩性指标有三个：压缩系数、压缩指数、压缩模量。1、压缩系数压缩性不同的土，其曲线的形状是不一样的。曲线愈陡，说明随着压力的增加，土孔隙比的减小愈显著，因而土的压缩性愈高，所以，曲线上任一点的切线斜率a就表示了相应于压力p作用下土的压缩性：pe土的压缩性可用图中割线的斜率表示设割线与横座标的夹角，则：21MM为了便于应用和比较，通常采用压力间隔由增加到时所得的压缩系数来评定土的压缩性。kPap1001kPap200221a2、压缩指数)/log(/loglog121221cppeppeeC3、压缩模量（侧限压缩模量）根据曲线，可以求算另一个压缩性指标——压缩模量。它的定义是土在完全侧限条件下的竖向附加压应力与相应的应变增量之比值。土的压缩模量可根据下式计算：亦称侧限压缩模量，以便与一般材料在无侧限条件下简单拉伸或压缩时的弹性模量相区别。peaeHHpES111四、土的变形模量四、土的变形模量土的压缩性指标，除从室内压缩试验测定外，还可以通过现场原位测试取得。例如可以通过载荷试验或旁压试验所测得的地基沉降(或土的变形)与压力之间近似的比例关系，从而利用地基沉降的弹性力学公式来反算土的变形模量。以载荷试验测定土的变形模量地基土载荷试验是工程地质勘察工作中的一项原位测试。试验前先在现场试坑中竖立载荷架，使施加的荷载通过承压板(或称压板)传到地层中去，以便测试岩、土的力学性质，包括测定地基变形横量，地基承载力以及研究土的湿陷性质等。下图所示两种千斤顶型式的载荷架，其构造一般下图所示两种千斤顶型式的载荷架，其构造一般由加荷稳压装置，反力装置及观测装置三部分组成。由加荷稳压装置，反力装置及观测装置三部分组成。21011pbEs载荷试验结果分析图——地基土的变形模量：变形模量与压缩模量的关系变形模量与压缩模量的关系如前所述，土的变形模量是土体在无侧限条件下如前所述，土的变形模量是土体在无侧限条件下的应力与应变的比值；而土的压缩模量则是土体在完的应力与应变的比值；而土的压缩模量则是土体在完全侧限条件下的应力与应变的比值。与两者在全侧限条件下的应力与应变的比值。与两者在理论上是完全可以互换算的。理论上是完全可以互换算的。从侧向不允许膨胀的压缩试验土样中取一微单元从侧向不允许膨胀的压缩试验土样中取一微单元体进行分析，可得...