影响土强度的外部条件讲义PPT38

3.4影响响土土强强度度的的外外部部条条件件3.4.1围压压3的影影响响3.4.2中主主应应力力的的2影响响3.4.3主应应力力方方向向的的影影响响———土强强度度的的各各向向异异性性3.4.4土的的抗抗剪剪强强度度与与加加载载速速率率的的关关系系3.4.5温度度与与土土强强度度关关系系3.4.1围压压3的影影响响根据莫尔－库仑仑理论，，在一般般应力条条件下围围压与偏差间关系(与2无关)：（b<1.0）图3－29非线性的的强度包包线f与n间的单值值函数关关系：Sacramento河松砂在不同围围压下三三轴试验验的1/3－及v－3间关系曲曲线。3=0.1～13.7MPa临界围压压大约为为200kPa固结后孔孔隙比ec＝0.87,Dr=0.38松砂图3－30松砂在不同围围压下试试验曲线线（a）（b）3=0.1～13.7MPa,ec=0.61,Dr=100%3=13.7MPa高围压下下三轴试试验破坏坏后，砂砂的孔隙隙比e=0.37，明显小于于初始孔孔隙比0.61。密砂图3－31密砂（a）（b）临界围压压为20MPa左右。＝7.5。三轴试样样端部约约束膜约束压力室内内的静水水压力加载杆的的摩擦力力试样自重重制样施加的负负孔压－使试验验的精度度很难保保证极低围压压（3<10kPa)下砂土的的三轴试试验强度度:3.3.2中主应力力的2影响根据莫尔尔－库仑仑强度理理论，土土的抗剪剪强度与与中主应应力2无关。图3－32各种仪器器进行的的真三轴轴试验结结果Ham河砂b=0正常固结结黏土图3－33黏土三轴轴试验的的t与平面应应变试验验的p11密砂：4－9松砂：2－4不同围压压下平面应变变和三轴轴压缩的砂土内内摩擦角角比较图3－34不同围压压下砂土土高压下二二者接近近相同。。Ramamurthy建议三轴轴与平面面应变：密砂松砂平面应变变方向的的主应力力y2图3－35平面应变变方向的的主应力力平面应变变方向为为中主应应力毕肖甫常常数b=0.25～0.35。只有在破破坏时才才是正确确的！y为小主应应力的条条件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减载的泊泊松比小小于加载载y=(z+x)z=x=100kPal=0.3y=60kPa如果：u=0.2z=x=20kPa(z=x=80kPa)y=28kPa(y=32kPa)y=变成大主应应力y=1为什么超固固结土可K0>1.0？图3－37k=1.17的平面应变变等比试验验中，应力力循环时应应力路径。。卸载时，y小主应力－－中主应力力－大主应应力小中大3.4.3主应力方向向的影响——土强度的各各向异性3撒砂砂土自下而上通通入CO2饱和-25冻结不同方向取取样三轴试验图3－39砂土不同方方向取样的的强度试验验1－3颗粒长宽比比：L/W＝1.64，定向作用造造成土的各各向异性图2－75颗粒长宽比比3.4.3主应力方向向的影响——土强度的各各向异性阻力较小阻力较大图3－41砂土颗粒排排列C-DA-B3.4.3主应力方向向的影响——土强度的各各向异性图3－40主应力方向向对砂土强强度的影响响各向同性砂砂土的Lade-Duncan强度准则＝＝０图3－42砂土真三轴轴试验的结结果zxy颗粒排列与与作用力：：分散结构构与絮凝结结构固结历史：：超固结与与正常固结结：k0土质埋深黏粘土的各各向异性直剪试验图3－43剪切方向与与抗剪强度度：剪切破坏面面与水平方方向的夹角角；：试样轴向与与水平方向向夹角。土K0固结时的大大主应力方方向为竖直直方向。图3－44不同黏土在在三轴不排排水强度与与主应力方方向的关系系(1)应力历史(正常固结与与超固结)(2)埋深(3)地区，结构构性（1）应力路径对对于砂土的的有效应力力强度指标标一般影响不大。（2）对于黏土，，只要没有有太大的应应力反复，，其有效应应力强度指指标受应力力路径影响不大。（3）但由于不同同应力路径径下不排水水情况下的的超静孔隙隙水压力不不同，所以以土的不排水水及固结不不排水强度度指标是受应力路路径影响的的。应力路径对对土的强度度的影响3.4.4土的抗剪强强度与加载载速率的关关系——时间的影响响1.瞬时加载下下土的动强强度2.土的蠕变强强度3.土的时效性性——拟似超固结结土1.瞬时加载下下土的动强强度（1）在冲击荷载载下，土的的强度一般般有所提高高，这可能能与土的破破坏需要一一定能量有有关。（2）对于饱和土土，控制土土强度的是是加载速率率，产生的的超静孔隙隙水压力是是否消散。。干砂的强度度与加载时时间的关系系K:黏土、砂土土；饱和；；围压速率加大图3－45加载速率与与土的强度度图3－46饱和砂土在不同同试验中的的强度－孔孔隙比e剪胀与负孔孔压临界孔隙比比ecr图3－47加载速率与与黏土的不不排水强度度cu快速2.土的蠕变强强度蠕变强度对对于土工问问题有重要要意义：（1）土坡的稳定定问题，破破坏可能从从土体的局局部高应力力水平区开开始，由于于蠕变向外外逐步扩展展，达到土土体剪切破破坏发生滑滑坡。许多多天然滑坡坡就是这样样发生的。。（2）挡土构造物物中的土压压力也受蠕蠕变的影响响，土的长长期强度降降低而使主主动土压力力增加。例例如在软粘粘土中开挖挖的基坑，，如果基坑坑暴露时间间过长，其其支护结构构可能会由由于土的流流变性而产产生的应力力松弛而破破坏。图3－48不同黏土的的蠕变强度度6种原状粘土土，无侧限限抗压强度度qu次压缩系数数Celgt时间图5－3次压缩系数数3.土的时效性性——拟似超固结结土

（Quasi-overconsolidation）（1）正常固结土土。（2）主固结已经经完成。但但如果此压压力长时间间继续施加，由于于土的流变变性而发生生的次固结结会使它继继续压缩变密密，从而使使粘土颗粒粒间进一步步接近使粒粒间力加强和和胶结材料料凝固。（3）在成千上万万年的有效效应力作用用下，次固固结使这种正常固固结的老粘粘土表现为为类似超固固结土的特特性。（4）拟似超固结结土”QOC（Quasi-overconsolidation）。Pcq相当于先期期固结压力力，性质接接近与超固固结土:（p0-e0)=(Pcq-e0)10000年，Q3,老粘土。图3－49不同固结时时间的压缩缩试验曲线线（1）峰值强度提提高。（2）残余强度接接近相同正正常固结土土。（3）K0变小。图3－50不同固结历历时的固结结不排水试试验有效应应力路径荷载停顿图3－51荷载停顿与与应力应变变曲线3.4.5温度与土强强度关系在较高温度度下，水的的黏滞性变变小，渗