含水率与非饱和土抗剪强度的关系ppt课件

1、含水率与非饱和土抗剪强度的关系含水率与非饱和土抗剪强度的关系地质地质XXX第第X组组小组成员：小组成员：XXX，XXX，XXX，XXX 土体强度是土体工程性质最直观的表达，人们关怀土体工程性质在很大程度上表达在对土体强度的思索上。含水率与土体强度的关系很早以前就引起了岩土工程界的关注，现有实验结果初步阐明，含水率与非饱和土的强度绝不是简单的线性关系或此消彼涨的关系。如何从定量的角度建立含水率与非饱和土强度的关系，对于岩土工程设计及稳定性预测具有重要的意义。一，引言一，引言 基质吸力的测定很复杂，所以在处置非饱和土的基质吸力的测定很复杂，所以在处置非饱和土的强度问题时，可以采用和饱和土一样的方法

2、，获强度问题时，可以采用和饱和土一样的方法，获取它的黏聚力和内摩擦角。取它的黏聚力和内摩擦角。 = c + tan c 广义黏聚力广义黏聚力 广义内摩擦角广义内摩擦角 影响土的抗剪强度的要素有很多，尤其对非饱和影响土的抗剪强度的要素有很多，尤其对非饱和土来说，含水率的变化对强度参数的影响要大于土来说，含水率的变化对强度参数的影响要大于其他要素，由于含水率的变化直接影响了它的一其他要素，由于含水率的变化直接影响了它的一个重要的目的个重要的目的基质吸力。基质吸力。二，非饱和土抗剪强度实际二，非饱和土抗剪强度实际表表 12饱和度 71.65100黏聚力 39.667.84，减少了80.23内摩擦角

3、根本不变 土样含水率的变化与黏聚力成半对数关系；基质吸力与黏土样含水率的变化与黏聚力成半对数关系；基质吸力与黏聚力成线性关系聚力成线性关系 随着含水率的增大，基质吸力的降低，土样的黏聚力随之随着含水率的增大，基质吸力的降低，土样的黏聚力随之下降，且变化幅度较大下降，且变化幅度较大 含水率的变化与内摩擦角的变化无规律可循，且变化幅度含水率的变化与内摩擦角的变化无规律可循，且变化幅度较小，因此可以以为含水率的变化对土样内摩擦角的变化较小，因此可以以为含水率的变化对土样内摩擦角的变化影响不大。影响不大。1， 结合水结合水吸附在土粒子外表吸附在土粒子外表2， 毛细水毛细水包围在土粒子接触点周围构成弯液

4、面的自在水包围在土粒子接触点周围构成弯液面的自在水3， 重力水重力水充溢土空隙的自在水充溢土空隙的自在水3,1孔隙水的三种存在方式孔隙水的三种存在方式3,2根据土中水分的存在方式将非饱和土和土分为三种不同的非饱和形状：根据土中水分的存在方式将非饱和土和土分为三种不同的非饱和形状：1，封锁非饱和形状，封锁非饱和形状孔隙水以结合水和重力水存在，空隙内置有水孔隙水以结合水和重力水存在，空隙内置有水 水相连通。饱和度较高。水相连通。饱和度较高。3，过渡非饱和形状，过渡非饱和形状土的空隙有大有小，大空袭因吸力小而处于悬土的空隙有大有小，大空袭因吸力小而处于悬垂水非饱和形状，小空隙因吸力大而处于封锁非饱和

5、形状垂水非饱和形状，小空隙因吸力大而处于封锁非饱和形状.2，垂悬水非饱和形状，垂悬水非饱和形状仅以极少的毛细水存在，空隙中只需空气相仅以极少的毛细水存在，空隙中只需空气相连通。土的吸力较大。连通。土的吸力较大。三，实际解释三，实际解释3,2,1,1悬垂水非饱和形状悬垂水非饱和形状图5 当孔隙内弯液面水相互独立即处于悬垂水当孔隙内弯液面水相互独立即处于悬垂水饱和形状时如图饱和形状时如图5 a，对，对1号土粒子，号土粒子，由吸力引起的粒子间应力由吸力引起的粒子间应力P1,P6分别作用于该土粒分别作用于该土粒子与其他两粒子接触面的垂直方向，不传送，所子与其他两粒子接触面的垂直方向，不传送，所以仅有抑

6、制土粒子滑动的作用齐服从摩擦准那以仅有抑制土粒子滑动的作用齐服从摩擦准那么，塑性变形是由土粒子间的滑动产生的，因么，塑性变形是由土粒子间的滑动产生的，因此这种情况下吸力有抑制塑性变形提高土骨骼刚此这种情况下吸力有抑制塑性变形提高土骨骼刚性的作用。性的作用。3,2,1,2封锁非饱和形状封锁非饱和形状2，引起土的紧缩1，抵抗土的变形提高土骨骼的刚性图5当孔隙内处于封锁非饱和形状时，由吸力引起的紧缩力当孔隙内处于封锁非饱和形状时，由吸力引起的紧缩力f1作用于衔接该土粒子左右弯面连线的垂直方向。该力能传作用于衔接该土粒子左右弯面连线的垂直方向。该力能传送送P2,P3 就是作为就是作为f1 的分力而存在

7、的，所以与有效应的分力而存在的，所以与有效应力有一样的作用：力有一样的作用：毛细水作用面积上的吸力和重力水作用面积上的吸力分别毛细水作用面积上的吸力和重力水作用面积上的吸力分别被为内部应力和有效应力。内部应力任何情况下都有坚持被为内部应力和有效应力。内部应力任何情况下都有坚持土骨骼稳定的作用，有效应力那么不同。土骨骼稳定的作用，有效应力那么不同。当孔隙内含毛细水时，同三粒子模型一样，吸力内部应力有抑制土当孔隙内含毛细水时，同三粒子模型一样，吸力内部应力有抑制土粒子滑动坚持土骨骼稳定的作用，当孔隙内充溢水时，吸力有效应力粒子滑动坚持土骨骼稳定的作用，当孔隙内充溢水时，吸力有效应力是模型受剪处于不

8、稳定形状，这时由于重力无摩擦力平衡，会发生变形是模型受剪处于不稳定形状，这时由于重力无摩擦力平衡，会发生变形急剧添加的景象即湿陷。急剧添加的景象即湿陷。3,2,2,1四粒子模型四粒子模型图图 6 四粒子模型四粒子模型在悬垂水非饱和形状中，吸力的添加只引起内部应力的添在悬垂水非饱和形状中，吸力的添加只引起内部应力的添加，有效应力不变；在封锁非饱和形状中，吸力的添加等加，有效应力不变；在封锁非饱和形状中，吸力的添加等于平均有效应力的添加，太沙基有效应力原理根本适用；于平均有效应力的添加，太沙基有效应力原理根本适用；在过渡非饱和形状中，吸力的添加既有有效应力添加，又在过渡非饱和形状中，吸力的添加既有

9、有效应力添加，又有内部应力的添加。有内部应力的添加。因此随着含水率的添加，吸力将逐渐降低，有效应力以及因此随着含水率的添加，吸力将逐渐降低，有效应力以及内部应力减小，导致非饱和土的强度目的减小。含水率研内部应力减小，导致非饱和土的强度目的减小。含水率研讨非饱和土的强度和变形，本质上是研讨如何定量确实定讨非饱和土的强度和变形，本质上是研讨如何定量确实定由吸力产生的有效应力和内部应力。由吸力产生的有效应力和内部应力。3,3 总结总结参考文献参考文献【1】李兆平】李兆平, 张张 弥弥, 赵慧丽赵慧丽. 含水量的变化对非饱和土强度含水量的变化对非饱和土强度影响的实验研讨【影响的实验研讨【J】.西部探矿工程西部探矿工程,2001,71:13【2】卢肇钧】卢肇钧.粘性土抗剪强度研讨的现状与展望【粘性土抗剪强度研讨的现状与展望【J】.土木土木工程学报工程学报,1999，324：582587.【3】胡展飞】胡展飞 ,傅艳蓉傅艳