《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》課件

1、土力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),,,第一節(jié) 土的物理性質(zhì)及分類 1—1 概 述1土的定義： 土是連續(xù)，堅(jiān)固的巖石在風(fēng)化作用下形成的大小懸殊的顆粒，經(jīng)過不同的搬運(yùn)方式，在各種自然環(huán)境中生成的沉積物。2 土的三相組成： 土的物質(zhì)成分包括有作為土骨架的固態(tài)礦物顆粒、孔隙中的水及其溶解物質(zhì)以及氣體。因此，土是由顆粒(固相)、水(液相)和氣(氣相)所組成的三相體系。,一 土的固體顆粒 · 土中的固體顆粒(簡(jiǎn)稱土粒)的大

2、小和形狀、礦物成分及其組成情況是決定土的物理力學(xué)性質(zhì)的重要因素。 (一) 土的顆粒級(jí)配 在自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒組成的。 土粒的粒徑由粗到細(xì)逐漸變化時(shí)，土的性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生變化，例如土的性質(zhì)隨著粒徑的變細(xì)可由無粘性變化到有粘性。 將土中各種不同粒徑的土粒，按適當(dāng)?shù)牧椒秶譃槿舾闪＝M，各個(gè)粒組隨著分界尺寸的不同而呈現(xiàn)出一定質(zhì)的變化。劃分粒組的分界尺寸稱為界限粒徑。,表2-1提供的是一種常用的

3、土粒粒組的劃分方法。表中根據(jù)界限粒徑200、20、2、0．05和0．005mm把土粒分為六大粒組：漂石<塊石)顆粒、卵石(碎石)顆粒、圓礫(角礫)顆粒、砂粒、粉粒及粘粒。 土粒的大小及其組成情況，通常以土中各個(gè)粒組的相對(duì)含量(各粒組占土粒總量的百 分?jǐn)?shù))來表示，稱為土的顆粒級(jí)配。 顆粒分析試驗(yàn)：篩分法；沉重分析法,顆粒分析實(shí)驗(yàn),篩分法試驗(yàn)是將風(fēng)干、分散的代表性土樣通過一套自上而下孔徑由大到小的標(biāo)準(zhǔn)篩（例如60mm

4、、20mm、0.5mm、0.25mm、 0.1mm、0.075mm ），稱出留在各個(gè)篩子上的土干重，即可求得各個(gè)粒組的相對(duì)含量。,,根據(jù)顆粒大小分析試驗(yàn)成果，可以繪制顆粒級(jí)配累積曲線由曲線的坡度可判斷土的均勻程度；有效粒徑；限定粒徑。,,,,,,利用顆粒級(jí)配累積曲線可以確定土粒的級(jí)配指標(biāo)，如與的比值稱為不均勻系數(shù)： 又如曲率系數(shù)用下式表示：

5、 不均勻系數(shù) 反映大小不同粒組的分布情況，越大表示土粒大小的分布范圍越大，其級(jí)配越良好，作為填方工程的土料時(shí)，則比較容易獲得較大的密實(shí)度．曲率系數(shù)描寫的是累積曲線的分布范圍，反映曲線的整體形狀。 顆粒級(jí)配可在一定程度上反映土的某些性質(zhì)。,,,,沉降分析法,沉降分析法有密度法（比重計(jì)法）、移液管法等。密度計(jì)法，是將一定量的土樣（粒徑<0.075mm）放在量筒中，然后加蒸餾水，經(jīng)過攪拌，使土的大

6、小顆粒在水中均勻分布，當(dāng)土粒在液體中靠自重下沉?xí)r，較大的顆粒下沉較快，而較小的顆粒下沉則較慢。讓土粒沉降過程中，用密度計(jì)測(cè)出在懸液中對(duì)應(yīng)于不同時(shí)間的不同懸液密度，根據(jù)密度計(jì)讀數(shù)和土粒的下沉?xí)r間，就可計(jì)算出粒徑小于某一粒徑d（mm）的顆粒占土樣的百分?jǐn)?shù)。,,(二)土粒的礦物成分 土粒的礦物成分主要決定于母巖的成分及其所經(jīng)受的風(fēng)化作用。不同的礦物成分對(duì)土的性質(zhì)有著不同的影響，其中以細(xì)粒組的礦物成分尤為重要 。 1、六大粒組的

7、礦物成分 漂石、卵石、圓礫等粗大顆粒；砂粒；粉粒；粘粒。 2、粘土礦物的比表面 由于粘土礦物是很細(xì)小的扁平顆粒，顆粒表面具有很強(qiáng)的與水相互作用的能力，表面積愈大，這種能力就愈強(qiáng)。粘土礦物表面積的相對(duì)大小可以用單位體積(或質(zhì)量)的顆粒總表面積(稱為比表面)來表示。 由于土粒大小不同而造成比表面數(shù)值上的巨大變化，必然導(dǎo)致土的性質(zhì)的突變，所以，土粒大小對(duì)土的性質(zhì)起著重要的作用。,二、土中的水和氣

8、 (一)土中水 在自然條件下，土中總是含水的。土中水可以處于液態(tài)、固態(tài)或氣態(tài)。 存在于土中的液態(tài)水可分為結(jié)合水和自由水兩大類： 1．結(jié)合水 結(jié)合水是指受電分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。這種電分子吸引力高達(dá)幾千到 幾萬個(gè)大氣壓，使水分子和土粒表面牢固地粘結(jié)在一起。 由于土粒(礦物顆粒)表面一般帶有負(fù)電荷，圍繞土粒形成電場(chǎng)，在

9、土粒電場(chǎng)范圍內(nèi)的水分子和水溶液中的陽離子(如Na’、Ca”、A1”等)一起吸附在土粒表面。因?yàn)樗肿邮菢O性分子(氫原子端顯正電荷，氧原子端顯負(fù)電荷)，它被土粒表面電荷或水溶液中離子電荷的吸引而定向排列(圖1—13)。 雙電子層,(1)強(qiáng)結(jié)合水 強(qiáng)結(jié)合水是指緊靠土粒表面的結(jié)合水 (2)弱結(jié)合水 弱結(jié)合水緊靠于強(qiáng)結(jié)合水的外圍形成一層結(jié)合水膜。 2自由水 自由水是存

10、在于土粒表面電場(chǎng)影響范圍以外的水。它的性質(zhì)和普通水一樣，能傳遞靜水壓力，冰點(diǎn)為0℃，有溶解能力。 自由水按其移動(dòng)所受作用力的不同，可以分為重力水和毛細(xì)水。,,(1)重力水 重力水是存在于地下水位以下的透水層中的地下水，它是在重力或壓力差作用下運(yùn)動(dòng)的自由水，對(duì)土粒有浮力作用。 (2)毛細(xì)水 毛細(xì)水是受到水與空氣交界面處表面張力作用的自由水。毛細(xì)水存在于地下水位以上的透水土層中。毛細(xì)水按其與地下水面是否聯(lián)

11、系可分為毛細(xì)懸掛水(與地下水無直接聯(lián)系)和毛細(xì)上升水(與地下水相連)兩種。,當(dāng)土孔隙中局部存在毛細(xì)水時(shí)，毛細(xì)水的彎液面和土粒接觸處的表面引力反作用于土粒上，使土粒之間由于這種毛細(xì)壓力而擠緊(圖1—14)，土因而具有微弱的粘聚力，稱為毛細(xì)粘聚力。 (二)土中氣 土中的氣體存在于土孔隙中未被水所占據(jù)的部位。 三 、土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造 土的結(jié)構(gòu)是指由土粒單元的大小、形狀、相互排列及其聯(lián)結(jié)關(guān)系

12、等因素形成的綜合特征。一般分為單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)和絮狀結(jié)構(gòu)三種基本類型。,在同一土層中的物質(zhì)成分和顆粒大小等都相近的各部分之間的相互關(guān)系的特征稱為土的構(gòu)造，土的構(gòu)造最主要特征就是成層性即層理構(gòu)造。土的構(gòu)造的另一特征是土的裂隙性。,土的結(jié)構(gòu),土的三相比例指標(biāo),上節(jié)介紹了土的組成，特別是土顆粒的粒組和礦物成分，是從本質(zhì)方面了解土的性質(zhì)的根據(jù)。但是為了對(duì)土的基本物理性質(zhì)有所了解，還需要對(duì)土的三相——土粒(固相)、土中水(液相)和土中氣(氣相)

13、的組成情況進(jìn)行數(shù)量上的研究。,土的三相比例指標(biāo)：土粒比重、含水量、密度、干密度、飽和密度、有效密度、孔隙率、孔隙比、飽和度。,,,某飽和土體，重度=20KN/M3,土粒比重Gs=2.6.求干重度。,,,土的物理狀態(tài)指標(biāo),無粘性土的密實(shí)度與其工程性質(zhì)有著密切的關(guān)系，呈密實(shí)狀態(tài)時(shí)，強(qiáng)度較大，可作為良好的天然地基，呈松散狀態(tài)時(shí)，則是不良地基。 以下介紹幾種判別無粘性土的密實(shí)度的方法： 1、按天然孔隙比e判別。 2、按

14、標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N劃分 3、碎石土密實(shí)度按重型動(dòng)力觸探擊數(shù)劃分 4、碎石土密實(shí)度的野外鑒別,,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是一種在現(xiàn)場(chǎng)用63.5KG的穿心錘，以76cm的落距自由落下，將一定規(guī)格的帶有小型取土筒的標(biāo)準(zhǔn)貫入器打入土中，記錄打入30cm的錘擊數(shù)（即標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N），以此評(píng)價(jià)土的工程性質(zhì)的原位試驗(yàn),粘性土的物理特征,一 粘性土的界限含水量 粘性土由于其含水量的不同，而分別處于固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀態(tài)及流動(dòng)狀態(tài)

15、 粘性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)的分界含水量，叫做界限含水量。,我國目前以聯(lián)合法測(cè)定液限和塑限,二、粘性土的塑性指數(shù)和液性指數(shù) 1、塑性指數(shù)是指液限和塑限的差值(省去％符號(hào))，即土處在可塑狀態(tài)的含水量變化范圍。,,,塑性指數(shù)的大小與土中結(jié)合水的含量有關(guān) 2、液性指數(shù)是指粘性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)之比。,,用液性指數(shù)可表示粘性土的軟硬狀態(tài)，見表2-8和2-9,地基土的工程分類,一、建筑地基土的分類1

16、、按地質(zhì)成因，土可分為：殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、湖積土、海積土、淤積土、風(fēng)積土和冰積土等。2、按顆粒級(jí)配和塑性指標(biāo)劃分 土按顆粒級(jí)配和塑性指數(shù)分為碎石土、砂土、粉土和黏性土四大類。具體見表2-10,2-11, 2-12。3、其他劃分方法。二、公路橋涵地基土的分類。,土中應(yīng)力,概述 土體在自身重力或外部荷載的作用下均產(chǎn)生土中應(yīng)力。 土中應(yīng)力按其起因可分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力兩種。自重應(yīng)力是指土體在自身重

17、力作用下產(chǎn)生的應(yīng)力，土中附加應(yīng)力是引起土體變形甚至破壞的主要原因。,2—2 土中自重應(yīng)力,在計(jì)算土中自重應(yīng)力時(shí)，假設(shè)天然地面是一個(gè)無限大的水平面，因而在任意豎直面和 水平面上均無剪應(yīng)力存在?？扇∽饔糜谠撍矫嫔先我粏挝幻娣e的土柱體自重計(jì)算(圖2—2)，即： 地基中除有作用于水平面上的豎向自重應(yīng)力外，在豎直面上還作用有水平向的側(cè)向自 重應(yīng)力。由于沿任一水平面上均勻地?zé)o限分布，所以地基土在自重作用下只能產(chǎn)生豎

18、 向變形，而不能有側(cè)向變形和剪切形。,,,,必須指出，只有通過土粒接觸點(diǎn)傳遞的粒間應(yīng)力，才能使土粒彼此擠緊，從而引起土體的變形，而且粒間應(yīng)力又是影響土體強(qiáng)度的—個(gè)重要因素，所以粒間應(yīng)力又稱為有效應(yīng)力。因此，土中自重應(yīng)力可定義為土自身有效重力在土體中引起的應(yīng)力。土中豎向和側(cè)向的自重應(yīng)力一般均指有效自重應(yīng)力。,,,地基土往往是成層的，成層土自重應(yīng)力的計(jì)算公式：,,自然界中的天然土層，一般形成至今已有很長(zhǎng)的地質(zhì)年代，它在自重作用下的變形早巳

19、穩(wěn)定。但對(duì)于近期沉積或堆積的土層，應(yīng)考慮它在自應(yīng)力作用下的變形。此外，地下水位的升降會(huì)引起土中自重應(yīng)力的變化(圖2—4)。,,某建筑場(chǎng)地天然地面以下第一層為粉質(zhì)黏土，厚5m，重度為18KN/M3,Gs=2.72，w=35%；第二層為黏土層重度為19KN/M3,Gs=2.75，w=34%；地下水位在地下3m處。請(qǐng)計(jì)算2m、4m、6m、各深度處的土中豎向自重應(yīng)力。,,地下水位3m。試計(jì)算2m，4m，6m各深處的土中豎向自重應(yīng)力。,2-3基底

20、壓力(接觸應(yīng)力),建筑物荷載通過基礎(chǔ)傳遞給地基，在基礎(chǔ)底面與地基之間便產(chǎn)生了接觸應(yīng)力。它既是基礎(chǔ)作用于地基的基底壓力，同時(shí)又是地基反用于基礎(chǔ)的基底反力。 對(duì)于具有一定剛度以及尺寸較小的柱下單獨(dú)基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)等，其基底壓力可近似地按直線分布的圖形計(jì)算，即按下述材料力學(xué)公式進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。,2－5 土的壓縮性,一基本概念 土在壓力作用下體積縮小的特性稱為土的壓縮性。試驗(yàn)研究表明，在一般壓力（

21、100－600kN)作用下，土粒和水的壓縮與土的總壓縮量之比是很微小的，因此完全可以忽略不計(jì)，所以把土的壓縮看作為土中孔隙體積的減小。此時(shí)，土粒調(diào)整位置，重行排列，互相擠緊。飽和土壓縮時(shí)，隨著孔隙體積的減少土中孔隙水則被排出。 在荷載作用下，透水性大的飽和無粘性土，其壓縮過程在短時(shí)間內(nèi)就可以結(jié)束。相反 地，粘性土的透水性低，飽和粘性土中的水分只能慢慢排出，因此其壓縮穩(wěn)定所需的時(shí)間要比砂土長(zhǎng)得多。土的壓

22、縮隨時(shí)間而增長(zhǎng)的過程，稱為土的固結(jié)，對(duì)于飽和粘性土來說，土的固結(jié)問題是十分重要的。,計(jì)算地基沉降量時(shí)，必須取得土的壓縮性指標(biāo)，壓縮性指標(biāo)常采用室內(nèi)試驗(yàn)或原位測(cè)試來測(cè)定他們。在一般工程中，常用不允許土樣產(chǎn)生側(cè)向變形(側(cè)限條件)的室內(nèi)壓縮試驗(yàn)來測(cè)定土的壓縮性指標(biāo) 。 二、壓縮曲線和壓縮性指標(biāo) (一)壓縮試驗(yàn)和壓縮曲線,(二)土的壓縮系數(shù)和壓縮指數(shù) 壓縮性不同的土，其 曲

23、線的形狀是不一樣的。曲線愈陡，說明隨著壓力的增加， 土孔隙比的減小愈顯著，因而土的壓縮性愈高，所以，曲線上任一點(diǎn)的切線斜率a就表示了相應(yīng)于壓力p作用下土的壓縮性：,,,土的壓縮性可用圖中割線 的斜率表示設(shè)割線 與橫座標(biāo)的夾角為 ，則，,,,,為了便于應(yīng)用和比較，通常采用壓力間隔由 增加到 時(shí)所得的壓縮系數(shù)

24、來評(píng)定土的壓縮性。,,,,,(三)壓縮模量(側(cè)限壓縮模量) 根據(jù) 曲線，可以求算另一個(gè)壓縮性指標(biāo)——壓縮模量。它的定義是土在完全側(cè)限條件下的豎向附加壓應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變?cè)隽恐戎怠Ｍ恋膲嚎s模量可根據(jù)下式計(jì)算： 亦稱側(cè)限壓縮模量，以便與一般材料在無側(cè)限條件下簡(jiǎn)單拉伸或壓縮時(shí)的彈性模量相區(qū)別。,,,,土的抗剪強(qiáng)度,土的抗剪強(qiáng)度是指土體抵抗剪切破壞的極限能力，是土的重要力學(xué)性質(zhì)之一。工

25、程中的地基承載力，擋土墻土壓力、土坡穩(wěn)定等問題都與土的抗剪強(qiáng)度直接相關(guān)。 建筑物地基在外荷載作用下將產(chǎn)生剪應(yīng)力和剪切變形，土具有抵抗這種剪應(yīng)力的能力，并隨剪應(yīng)力的增加而增大，當(dāng)這種剪阻力達(dá)到某一極限值時(shí)，土就要發(fā)生剪切破壞，這個(gè)極限值就是土的抗剪強(qiáng)度。如果土體內(nèi)某一部分的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度，在該部分就開始出現(xiàn)剪切破壞，隨著荷載的增加，剪切破壞的范圍逐漸擴(kuò)大，最終在土體中形成連續(xù)的滑動(dòng)面，地基發(fā)生整體剪切破壞而喪失穩(wěn)定性

26、。,3—2 庫倫公式和莫爾—庫倫強(qiáng)度理論 一、庫倫公式 1773年C．A．庫倫(Coulomb)根據(jù)砂土的試驗(yàn)，將土的抗剪強(qiáng)度表達(dá)為滑動(dòng)面上法向總應(yīng)力的函數(shù)，即,,以后又提出了適合粘性土的更普遍的形式,,由庫倫公式可以看出，無粘性土的抗剪強(qiáng)度與剪切面上的法向應(yīng)力成正比，其本質(zhì)是由于顆粒之間的滑動(dòng)摩擦以及”凹凸面間的鑲嵌作用所產(chǎn)生的摩阻力，,其大小決定于顆粒表面的粗糙度、密實(shí)度、土顆粒的大小以及顆粒級(jí)配等因

27、素。粘性土的抗剪強(qiáng)度由兩部分組成：一部分是摩擦力，另一部分是土粒之間的粘結(jié)力，它是由于粘性土顆粒之間的膠結(jié)作用和靜電引力效應(yīng)等因素引起的。,,抗剪強(qiáng)度試驗(yàn),抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)方法有多種，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)常用的有直接剪切試驗(yàn)，三軸壓縮試驗(yàn)和無側(cè)限抗壓試驗(yàn)，在原位測(cè)試的有十字板剪切試驗(yàn)，大型直接剪切試驗(yàn)等。本節(jié)著重介紹幾種常用的試驗(yàn)方法。 一、直接剪切試驗(yàn)直接剪切儀分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種，試驗(yàn)時(shí)，由杠桿系統(tǒng)通過加壓活塞和透水石

28、對(duì)試件施加某一垂直壓力σ，然后等速轉(zhuǎn)動(dòng)手輪對(duì)下盒施加水平推力，使試樣在上下盒的水平接觸面上產(chǎn)生剪切變形，直至破壞，剪應(yīng)力的大小可借助與上盒接觸的量力環(huán)的變形值計(jì)算 確定。在剪切過程中，隨著上下盒相對(duì)剪切變形的發(fā)展，土樣中的抗剪強(qiáng)度逐漸發(fā)揮出來，直到剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，土樣剪切破壞，所以土樣的抗剪強(qiáng)度可用剪切破壞時(shí)的剪應(yīng)力來量度。,對(duì)同一種土至少取4個(gè)試樣，分別在不同垂直壓力下剪切破壞，一般可取垂直壓力為100、200、300、40

29、0kPa，將試驗(yàn)結(jié)果繪制成如圖3—7(b)所示的抗剪強(qiáng)度 和垂直壓力σ之間關(guān)系，試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于粘性土 基本上成直線關(guān)系，該直線與橫軸的夾角為內(nèi)摩擦角 ，在縱軸上的截距為粘聚力c，直線方程可用庫倫公式(3—2)表示，對(duì)于無粘性土， 之間關(guān)系則是通過原點(diǎn)的一條直線，可用式(3-1)表示。,,,,,為了近似模擬土體在現(xiàn)場(chǎng)受剪的排水條件，直接剪切試驗(yàn)可分為快剪、固結(jié)快剪和慢 剪三種方法。快剪試驗(yàn)是在試樣

30、施加豎向壓力后，立即快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞，固結(jié)快剪是允許試樣在豎向壓力下充分排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，再快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。慢剪試驗(yàn)則是允許試樣在豎向壓力下排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，以緩慢的速率施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。 二、三軸壓縮試驗(yàn) 三軸壓縮試驗(yàn)是測(cè)定土抗剪強(qiáng)度的—種較為完善的方法。三軸壓縮儀由壓力室、軸向加荷系統(tǒng)、施加周圍壓力系統(tǒng)、孔隙水壓力量測(cè)系統(tǒng)等組成，如圖3-8所示,常規(guī)試

31、驗(yàn)方法的主要步驟如下：將土切成圓柱體套在橡膠膜內(nèi)，放在密封的壓力室中，然后向壓力室內(nèi)壓入水，使試件在各向受到周圍壓力 ，并使液壓在整個(gè)試驗(yàn)過程中保持不變，這時(shí)試件內(nèi)各向的三個(gè)主應(yīng)力都相等，因此不發(fā)生剪應(yīng)力[圖3—9(a)]。然后再通過傳力桿對(duì)試 件施加豎向壓力，這樣，豎向主應(yīng)力就大于水平向主應(yīng)力，當(dāng)水平向主應(yīng)力保持不變，而 豎向主應(yīng)力逐漸增大時(shí)，試件終于受剪而破壞[圖3—9(b)]。設(shè)剪切破壞時(shí)由傳力桿加在試件 上的豎向

32、壓應(yīng)力為 ，則試件上的大主應(yīng)力為 ，而小主應(yīng)力為 ，以( )為直徑可畫出一個(gè)極限應(yīng)力圓，如圖3—9(c)中的圓I，用同一種土樣的若干個(gè)試件 (三個(gè)以上)按以上所述方法分別進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)試件施加不同的周圍壓力 ，可分別得出剪切破壞時(shí)的大主應(yīng)力 ，將這些結(jié)果繪成一組極限應(yīng)力圓，如圖3—9(c)中的圓I、Ⅱ和Ⅲ。,,,,

33、,,,,由于這些試件都剪切至破壞，根據(jù)莫爾—庫倫理論，作一組極限應(yīng)力圓的公共切線， 即為土的抗剪強(qiáng)度包線(圖3—9c)，通常可近似取為一條直線，該直線與橫座標(biāo)的夾角即土的內(nèi)摩擦角 ，直線與縱座標(biāo)的截距即為土的粘聚力c,,如要量測(cè)試驗(yàn)過程中的孔隙水壓力，可以打開孔隙水壓力閥，在試件上施加壓力以后，由于土中孔隙水壓力增加迫使零位指示器的水銀面下降，為量測(cè)孔隙水壓力，可用調(diào)壓筒調(diào)整零位指示器的水銀面始終保持原來的位置，這樣，孔隙水

34、壓力表中的讀數(shù)就是孔隙水壓力值。如要量測(cè)試驗(yàn)過程中的排水量，可打開排水閥門，讓試件中的水排入量水管中，根據(jù)置水管中水位的變化可算出在試驗(yàn)過程中試樣的排水量。 對(duì)應(yīng)于直接剪切試驗(yàn)的快剪，固結(jié)快剪和慢剪試驗(yàn)，三軸壓縮試驗(yàn)按剪切前的固結(jié)程 度和剪切時(shí)的排水條件，分為以下三種試驗(yàn)方法： (1)不固結(jié)不排水試驗(yàn) 試樣在施加周圍壓力和隨后施加豎向壓力直至剪切破壞的整個(gè)過程中部不允許排水， 試驗(yàn)自始至終關(guān)閉排水閥門

35、。,(2)固結(jié)不排水試驗(yàn) 試樣在施加周圍壓力時(shí)打開排水閥門，允許排水固結(jié)，待固結(jié)穩(wěn)定后關(guān)閉排水閥門， 再施加豎向壓力，使試樣在不排水的條件下剪切破壞。 (3)固結(jié)排水試驗(yàn) 試樣在施加周圍壓力時(shí)允許排水固結(jié)，待固結(jié)穩(wěn)定后，再在排水條件下施加豎向壓 力至試件剪切破壞。,,,二、地基承載力 1、地基承載力概念 地基承載力是指地基承擔(dān)荷載的能力 試驗(yàn)研究表明，在荷載

36、作用下，建筑物地基的破壞通常是由于承載力不足而引起的剪切破壞，地基剪切破壞的型式可分為整體剪切破壞、局部剪切破壞和沖剪破壞三種，如圖4-27所示。,1、整體剪切破壞：一種在基礎(chǔ)荷載作用下地基發(fā)生連續(xù)剪切滑動(dòng)面的地基破壞模式。2、局部剪切破壞：一種在基礎(chǔ)荷載作用下地基某一范圍內(nèi)發(fā)生剪切破壞區(qū)的地基破壞型式。3、沖切剪切破壞：一種在荷載作用下地基土體發(fā)生垂直剪切破壞，使基礎(chǔ)產(chǎn)生較大沉降的一種地基破壞模式，也稱刺入剪切破壞。,2、地基極限