土的力學(xué)性質(zhì)

1、第三章 土的力學(xué)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 120－138）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(yīng)力作用下的工程性質(zhì)與行為稱為土的動力特性。土的動力特性：土的動力計(jì)算模型及其參數(shù)、土的動強(qiáng)度，包括飽和砂土抗液化強(qiáng)度及其指標(biāo)。飽和砂土液化土的擊實(shí)特性土的動力計(jì)算模型

2、土動力特性的現(xiàn)場測試指標(biāo),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(shí)性三、土的動力變形與動強(qiáng)度,日本新瀉1964年地震時(shí)砂土液化引起震陷。這些設(shè)計(jì)為抗震的建筑物傾斜而未受損壞。,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(shí)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(yùn)移。,震前，

3、水，不穩(wěn)定（立體）堆集，震后，液化土中剩余孔隙水負(fù)擔(dān)覆蓋層荷載 穩(wěn)定（六邊形）堆集,砂土液化（Liquefaction of sand）,飽和砂土受震動時(shí)顆粒間趨于緊密，使孔隙水壓力增大，有效應(yīng)力減小。當(dāng)有效應(yīng)力趨于零時(shí)，砂土的抗剪強(qiáng)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(jī)械震動（局部場地）、地震（區(qū)域性）,地震液化的兩個(gè)過程,振動液化：飽水砂土在強(qiáng)烈地震作用下使孔隙水壓力迅速

4、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(yùn)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(shí)程度、飽水特性土結(jié)構(gòu)的抗剪強(qiáng)度,外因,,地震作用特征,,地震強(qiáng)度（震級、烈度）地震頻率和周期震動歷時(shí),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(chǔ)特性,,砂土液化評價(jià),步驟：判別、分級、建議措施液化可能性判定經(jīng)驗(yàn)判定法標(biāo)貫試驗(yàn)判定

5、法剪切波速判定法靜力觸探判定法Seed簡化判定法液化等級劃分：液化指數(shù)抗液化措施,液化判別條件,地震條件,震級?5級,地震烈度?6度,,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,是否為沖積平原、河漫灘、故河道等地貌,土層埋深是否不超過20m,地下水埋深是否不超過8m,級配不連續(xù)砂土,相對密度Dr?小于等于50%,地質(zhì)條件,埋藏條件,,,,土質(zhì)條件,,液 化,粒徑40%,正常級配砂土,0.1<

6、;d50<1.0?,粉土,粘粒含量<10%,不均勻系數(shù)Cu ?10,塑性指數(shù)Ip ?10,不液化,是,是,是,是,是,是,是,是,是,是,是,是,是,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,否,否,否,否,否,否,否,否,否,,,,,,,,（1）經(jīng)驗(yàn)判別法流程,（2）標(biāo)貫試驗(yàn)判定法,初步判別認(rèn)為需進(jìn)一步進(jìn)行液化判別時(shí)，采用標(biāo)貫試驗(yàn)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(yīng)判為液化土層,式中 ： ——飽

7、和土標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)實(shí)測值 ——液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值 No ——液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值 ds——飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)的深度，m dw——地下水位深度，m ?c——粘粒含量百分率，當(dāng)小于3或?yàn)樯巴習(xí)r，均應(yīng)采用3。,標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值N0,（3）剪切波速判定法（巖土班同學(xué)自學(xué)）,式中 ：

8、 ——液化臨界剪切波速 ——液化臨界剪切波速基準(zhǔn)值,（3）Seed簡化判定法（了解）,,土內(nèi)任一深度處地震產(chǎn)生的剪應(yīng)力為,引起場地內(nèi)任一深度處的砂層液化所需的剪應(yīng)力為,液化等級劃分,存在液化土層的地基應(yīng)進(jìn)一步探明各液化土層的深度和厚度，計(jì)算液化指數(shù),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(shí)性三、土的動力變形與動強(qiáng)度,二、土的壓實(shí)性,工程意義土的擊實(shí)試驗(yàn)壓實(shí)土的壓縮

9、性和強(qiáng)度,重錘法:采用80～400kN的重錘，從很高處(8～20m)自由落下，對土體進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)的方法。這是在的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)技術(shù)。強(qiáng)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(yīng)力，致使孔隙被壓縮，土體局部液化，夯實(shí)點(diǎn)周圍產(chǎn)生裂隙，形成良好排水通道，土體迅速固結(jié)。最大加固深度可達(dá)11～12m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(xì)粒土、雜填土、素填土、濕陷性黃土；不僅能提高地基承

10、載力，也可防止地基液化。對于飽和細(xì)粒土，要慎用。,青藏鐵路壓實(shí)路基,廣州白云機(jī)場擴(kuò)建工程,京福高速公路,電動擊實(shí)儀,手提式擊實(shí)儀,取樣設(shè)備,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(shí)性三、土的動力變形與動強(qiáng)度,三、土的動力變形與動強(qiáng)度,1.土在往復(fù)載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變特性2.土動力性能的室內(nèi)試驗(yàn)3.土動力特性現(xiàn)場測試指標(biāo)4.土的動強(qiáng)度,1.土在往復(fù)載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變特性,一次沖擊性動載荷：爆破、爆炸

11、周期性載荷：地震力、振動機(jī)械、風(fēng)浪、車輛等,在動載荷作用下土所處的力學(xué)狀態(tài),1.土在往復(fù)載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變特性,,,,,,,,,,,,+,=,?‘V,K0?‘V,,,,動剪應(yīng)變?d,動剪應(yīng)力?d,,,,動力試驗(yàn)得到的應(yīng)力應(yīng)變曲線－－滯回圈或滯回環(huán),2.土動力性能的室內(nèi)試驗(yàn),動三軸試驗(yàn)動單剪試驗(yàn)共振柱試驗(yàn)動扭剪試驗(yàn)振動臺試驗(yàn),3.土動力特性現(xiàn)場測試指標(biāo),剪切波速Vs,3.土動力特性現(xiàn)場測試指標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)標(biāo)準(zhǔn)貫入

12、試驗(yàn)(SPT)是動力觸探的一種，它利用一定的錘擊動能（錘重63.5±0.5kg，落距76±2cm），將一定規(guī)格的對開管式的貫入器(對開管外徑51±1mm、內(nèi)徑35±1mm，長度＞457mm；下端接長度76±1mm、刃角18－20℃、刃口端部厚1.6mm的管靴；上端接一內(nèi)外徑與對開管相同的鉆桿接頭，長152mm)打入鉆孔孔底的士中，根據(jù)打入土中的貫阻抗，判別土層的工程性質(zhì)。貫入阻抗用貫入