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文档简介
基础工程第一章1本课程的教材高等学校推荐教材地基及基础(第三版)2本课程的主要内容第1章绪论;第2章土的物理性质及分类;第3章地基的应力和沉降;第4章土的抗剪强度;第5章土压力、地基承载力和土坡稳定性;第6章地基勘察;第7章浅基础常规设计;第8章桩基础;第9章软弱土地基处理3第1章绪论一、地基及基础的概念二、本学科的发展概况三、本课程的特点和学习要求4一、地基及基础的概念建筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。受建筑物影响的那一部分地层称为地基;建筑物向地基传递荷载的下部结构称为基础。建筑物上部结构基础地基5基础上部结构地基建筑物三部分示意图6
建筑物的上部结构、基础和地基三部分,功能不同,研究方法各异,但它们又是建筑物的有机组成部分,缺一不可、彼此联系、相互制约。所以,科学的、理想的方法是将三部分统一起来进行设计计算。依目前的理论水平,还很难做到这一点。尽管如此,我们在处理地基基础问题时,头脑里一定要有地基-基础-上部结构相互作用的整体概念,尽可能全面地加以考虑。7
建筑物的地基和基础是建筑物的根本,它们一旦出现问题,建筑物的安全和正常使用必然受到影响。建筑物的事故,绝大多数都与地基和基础有关。组成地层的土或岩石是自然界的产物。建筑物建造在地层上面,所以建筑物场地的工程地质条件是决定地基基础设计和施工的先决条件。8
研究土体的应力、变形、强度、渗流及稳定性的一门力学分支学科称为土力学。
土力学是本课程的理论基础。土力学所要研究的两大基本问题是土体的变形和强度。9
地基基础设计必须满足
的基本条件
建筑物的建造使地基中原有的应力状态发生变化,所以地基基础的设计必须满足:a.作用于地基的荷载不超过地基的承载能力(地基土的强度问题);b.控制基础沉降使之不超过允许值(地基土的变形问题)。10基础浅基础深基础地基天然地基人工地基11
二、本学科发展概况作为工程技术,基础工程是一项古老的工艺。如前所述,只要建造建筑物,注定离不开地基和基础,因此,作为一项工程技术,基础工程的历史源远流长。但人们只能依赖于实践经验的不断积累和能工巧匠的技艺更新来发展这项技术,囿于当时生产力发展水平,基础工程还未能提炼成为系统的科学理论。12作为应用科学,基础工程又是一门年轻的学科。
作为本学科理论基础的土力学的发展历史可以划分为古典土力学和现代土力学两个阶段。13土力学古典土力学现代土力学一个原理两个理论一个模型三个理论四个分支(1923~1960)(1963~?)14
在土建、水利、桥隧、道路、港口等有关工程中,以岩土体的利用、改造与整治问题为研究对象的科技领域,因其区别于结构工程的特殊性和各专业岩土问题的共同性,已发展融合成为一个自成体系的专业——“岩土工程”。它的研究方法是由三种基本手段(数学模拟、物理模拟和原位观测)综合而成。所谓岩土工程,即为土力学、工程地质学、水文地质学和岩体力学的结合。15三、本课程的特点和学习要求1.特点:本课程涉及水文地质学、工程地质学、土力学等几个学科领域,内容广泛、综合性强。2.学习要求:牢固掌握土力学中的基本概念和基本原理,做到能够应用这些基本概念和基本原理,结合有关建筑结构理论和施工知识,分析和解决地基基础问题。16童小东南京东南大学土木工程学院P.C.:210096TelO),3791829(O)H)E-mail:tongxiaodong@263.net17东南大学远程教育基础工程第二章主讲教师童小东18第2章土的物理性质及
分类第1节概述第2节土的组成第3节土的三相比例指标第4节无粘性土的密实度第5节粘性土的物理特征第6节土的渗透性第7节地基土(岩)的分类19第1节概述土是岩石风化的产物。风化作用物理作用:岩石产生量的变化化学作用生物作用岩石产生质的变化20土是三相渠体。土液相(水)气相(气)固相(土颗粒苹)土残积土运积土风成沉积燃土水成沉洒积土冰川沉千积土21饱和土中膝的孔隙均失被水所充道填,所以饱狼和土为懒二相体迟。22第2节凝土黎的组成一、土芽的固相(一)府土的颗笨粒级配按土颗贸粒粒径纠(d)大小将洋土颗粒写分组,液称为粒组。划分粒杨组的分界椒尺寸称为界限粒庭径。巨粒:>60mm粗粒:0.07势5~60mm细粒:≤0.07荡5mm土的粒情组23土颗粒季的大小款及其组佣成情况睛,通常以检土中土员颗粒各帅个粒组痕的相对含量(宵各粒组占壁土粒总量瓶的百分数女)来表示陈,称为土的颗粒狭级配。土的颗粒北级配可由土的颗良粒大小海分析试按验(简称颗分试验)测定。筛析法密度计法d<0.来075坦mm移液管划法d>0.码075胀mm颗分试喉验24根据颗粒摊大小分析切试验结果狮,可以绘制颗粒级配裳累积曲线(横坐标为粒径,用对数坐版标表示;纵床坐标为小于某粒筐径的土重纵含量,用常数坐鼻标表示)临。颗粒级怪配曲线买的坡度可以大致纸反映土的均匀程忍度。曲线陡通,表示肚粒径大释小相差必不多,字土颗粒华比较均脏匀;曲醒线缓,亏表示粒卷径大小骄相差悬蜻殊,土街颗粒不辰均匀,舱级配良宝好。25几个特殊拆粒径:d10,d30,d60小于某粒亏径的土颗万粒质量累晓积百分数为10%时,相砍应的粒涨径称为有效粒晕径d10。与之类怕似可以良得到d30和d60(限定粒径)。土颗粒的岛级配指标书:不均匀系谦数Cu=d60/d10曲率系数Cc=(d30)2/(d60×d10)26Cu反映大战小不同婚粒组的圾分布情逗况。Cu越大,表势示土颗粒众大小的分问布范围越大,使其级配斜良好。Cc描写累锻积曲线拦的分布肿范围,赶反映曲龙线的整驱体形状布。在一般踢情况下觉,Cu<5,均粒土属,为级认配不良>10,级配良贼好27Cu≥5Cc=1~3级配良好砾类土或斜砂类土单独用Cu来确定怎土的级装配情况薯是不够的,盛需同时参光考Cc。28(二)土毒粒的矿物锤成分矿物成轨分对土兽的性质央有着重短要影响,怎其中以欣细粒组蚂的矿物敌成分最某为重要阴。原生矿脂物:包括石馋英、长石盆和云母等暴。为岩石锻物理风化马的产物,排化学性质著稳定或较语为稳定。次生矿物:为原生朗矿物化学兰风化的产勒物。土颗粒行的矿物插成分原生矿物次生矿物29次生矿物给主要是粘土矿透物。由于晶羞片结合露的情况蜂不同,圾便形成粱了具有殊不同性歉质的各戏种粘土保矿物,湾主要有步蒙脱石拣、伊里肝石和高大岭石。硅氧四面腾体硅氧晶片铝氢氧章八面体铝氢氧雾晶片的基本凭单元粘土矿物误结构30蒙脱石溪:亲水及性强(芽吸水膨往胀、脱杆水收缩槽)伊里石:具亲水性中梯等高岭石:们亲水性差31二、土比的液相土中水结合水自由水强结合水弱结合球水重力水毛细水土的含水宏量试验所怖测定的为河土中的自由水和弱结合倍水。32三、土默的气相土孔隙世中未被益水所占痕据的部伶位由气体么充填。土中的气娘体若与大气歼相通,则对敢土的力置学性质捡影响不何大;若与大气隔诵绝,使土典的压缩负性提高考,透水彩性减小辣。33四、土治的结构固和构造土的结构乏是指由土乱粒单元的大小、塑形状、基相互排漏列及其筋联结关庆系等因同素形成假的综合依特征。土的结搏构絮状结部构:d<0.义005蚂mm(朗粘粒在饮海水中绢)蜂窝结困构:d=0.0骄05~0千.075艘mm(粉妻粒)单粒结欢构:d>0.愧075悄mm分散结俯构:d<0.0逐05mm酸(粘粒在地淡水中)紧密疏松34第3节切土剩的三相俊比例指钩标土的三相料比例指标春定量反映扔了土的三漆相的组成浪情况,有技助于理解解土的基本习物理性质蓄。土液相(水)气相(气)固相(土颗粒抖)土是三相麻体。35为了对土粉的基本物稻理性质有控所了解,础需要对滚土的三蓝相的组苗成情况进行定到量研究沫。表示粮土的三裁相组成细比例关忙系的指槐标,称肌为土的视三相比滑例指标延,包括土粒比重ds、含水量w、密度ρ、孔隙比e、孔隙率n和饱和度Sr。土粒比重ds:土粒质量展与同体积锡的4℃时纯水扎的质量东之比。适在数值床上等于呆土粒密递度,但方无量纲缘瑞。在试储验室用“比重瓶法”测定,一凳般土粒比译重的变化帝幅度不大奥。36土的含淡水量w:土中水的世质量与土粒质犹量之比。甚在试验室库一般用“烘干法”测定。一测般来说,贤同一类土奥,当含水夫量增大时颗,其强度武就降低。土的密度干密度饱和密仇度有效密度干重度饱和重业度有效重通度土的密度ρ:土单位体叮积的质量贞。在试验飘室一般用“环刀法”测定。37土的孔隙动比e:土中孔隙化体积与土粒体系积之比。款可以用来辩评价天然土层晓的密实程划度。土的孔隙带率n:土中孔隙烧体积与土努体总体积巡寿之比。土的饱垮和度Sr:土中被款水充满厦的孔隙勤体积与续孔隙总慎体积之司比。38第4节兔无粘性剑土的密实米度无粘性土厦的密实度班与其工程可性质有着怎密切的关杜系。呈密守实状态时消,为良好吗地基;呈识疏松状态工时,为不绿良地基。无粘性针土的最爷小孔隙壁比emin:处于最岁紧密状晌态的孔鸟隙比。锈在试验纱室可用“振击法”测定。无粘性勇土的最储大孔隙联比emax:处于最疏沉松状态的嗓孔隙比。写在试验室活可用“漏斗法”或“量筒法”测定。39无粘性耻土的相净对密实偶度Dr:无粘性玻土的最脂大孔隙趋比与天秘然孔隙组比之差帜和最大置孔隙比烘与最小孝孔隙比畏之差的谜比值。Dr=(emax-e)/(emax-emin)相对密史实度的款值介于0~1之间,天值越大民,表示愉越密实胀。40第5节禾粘性土克的物理特吉征一、粘性宇土的界限暮含水量同一种担粘性土冶随着含昂水量的纷不同,港可分别厦处于固态、半固态、可塑状态和流动状态。粘性土呀由一种状遣态转到另造一种状态狼的分界含相水量,称自为界限含迎水量。0固态半固态可塑状绵态流动状柱态缩限ws塑限wp液限wlw41液限仪锥式液断限仪碟式液量限仪塑限:搓条穴法液限塑限液限:液塑限联合测堪定仪横坐标:欺土样含水贤量纵坐标钉:圆锥姿入土深覆度42二、粘逮性土的致塑性指震数和液肺性指数塑性指数Ip为液限挤和塑限由的差值,表士示土处虎于可塑喝状态的宵含水量依变化范肌围。塑性指跨数在一拦定程度拜上综合浩反映了光影响粘皂性土特稼征的各怕种重要气因素(伸土的颗抽粒组成犹,土的坝矿物成锐分以及当土中水疑的离子宋成分和赏浓度等牺)。液性指数Il为粘性该土的天义然含水推量和塑纠限的差倘值与塑间性指数络的比值常。43液性指镰数可以启表示粘拨性土所处的钓软硬状店态。液降性指数板的值越大净,表示锤土质越数软。三、粘导性土的耕灵敏度杏和触变锄性土的灵敏耗度:原状土颜的强度与成同一土经足重塑(含日水量不变悼,土的结旗构被彻底细破坏)后晓的强度之睡比。土的灵胶敏度越珍高,其哈结构性送越强,差受扰动担后土的纹强度降羡低就越亚多。施春工中要骡尽量减楼少对土才结构的旗扰动。44土的触变延性:粘性土乖的结构遭到破列坏,其迟强度就它会降低读,但随着时膏间发展弦土体的户强度会究逐渐恢饥复,这粪种胶体天化学性椅质称为敢土的触农变性。45第6节水土临的渗透只性土的渗论透性:水流蹲通过土言中孔隙善难易程栋度的土平体性质笼。达西定律:土中柳渗流速口度v与水力根梯度i之间呈吗线性比岗例关系遣(比例涛常数k称为渗透屿系数)。倡公式表示汽为:v=ki在砂性吩土中水席的流动四满足达拖西定律伶。46在粘性映土中只接有当水里头梯度超过起辟始梯度绣(临界纯梯度,直梯度阈值)忠才开始印发生渗乎流。47第7节童地基土馒(岩)狠的分类一、岩石献的工程分亏类(一)岩幅石按坚硬镇程度分类1.硬质亦岩石(qu≥30MP缓a)2.软质岩浴石(qu<30M靠Pa)(二)岩弯石的风化砌程度1.微风化2.中等风扭化3.强风俩化48二、土摩的工程爷分类一般土粗粒土细粒土砾类土卫:2~6啊0mm砂类土:0.07围5~2m痕m粉土:<0.0障75mm粘土:<0.吴075瓜mm巨粒土:>60老mm特殊土:米软土、黄巨土、膨胀扁土等工程用土49土按有机骂质含量(Wu)的分类土无机土饭:Wu<5%有机质土谣:10%规≥Wu≥5献%泥炭质土难:60%锣≥Wu>1散0%泥炭:Wu>6烘0%注:有机仪质含量Wu按烧失量么试验确定蛇。【引自中华人民熄共和国国纲家标准《怕岩土工程昂勘察规范非》(GB5短0021料-94)】50软土:碌指在静钞水或非广常缓慢的流水环猎境中沉积科,经生物础化学作用下垫形成的确软弱土征。物理力瞧学特性掘软土的天然孔隙担比大:e>1天然含其水量高:w≥wl压缩系栏数高渗透系数输小抗剪强芹度低灵敏度高51淤泥:e≥1.5淤泥质液土:1.5欧>e≥1.0软土52三、细粒吧土按塑性根图分类粗、细拾粒组的感分界粒善径:0.0气75mm。土粗粒土:按颗粒抚大小及膀级配分掉类细粒土粉:按塑性团图分类土的塑害性指数缴虽然是抱划分细饥粒土的扭良好指位标,但奖是塑性选指数反历映的只震是一个驾相对的拿含水量患范围,拦具有相筝同的塑屡性指数萍,液、捏塑限却配可能完棵全不同判,土性模也可能齐很不相葬同。53细粒土怜的科学今合理的巾分类,酬应综合考虑塑性章指数和液偏限(或塑咸限)。0IpwlⅢⅠMLMHCHCL40Ⅰ:Ip=0.需63(wl-20)Ⅱ:Ip=10Ⅲ:wl=40勉%Ⅱ54有机质初土可在典相应的至土类代号之聋后缀以固代号O奖,如C木HO,MHO等悬。《土的胞分类标闹准》:1.粗粒土(试样烟中粗粒华组质量驱≥总质臭量的5宗0%)焰;2.细粒土(试样遍中细粒榴组质量猎≥总质锈量的5思0%)皇;3.含粗粒变的细粒盼土(试样中饱粗粒组质质量为总质例量的25演~50%订)。55关于几个粥问题的讨牙论1.“含水量”的名称:一个指草标的名洽称应能饲准确地较反映其长所表示乔的内容旅和意义点。用中特国传统方的词语会习惯,“量”应为一量事词,是有链量纲(或衔单位)的浅,如“质量”(单位为g或kg)、“重量”(单位覆为N或kN)等。而从“含水量”的定义看盆,它是两性个质量之园比,是无煮量纲的。56所以从名冤称的科学守化、规范化的角竟度,从染不至于讨造成混宗淆、便于理狭解的意浆义上,辩本人认达为“含板水量”出的名称需率更改。现有学者疼将含水量趴改称为“含水率”,从舌无量纲降上与定涌义是符向合了,衔但本人榨认为似耗乎还不鹿确切,雪因为“脂率”一新般反映岛某相关先部分占贯整体的盯比例(袜与时间卵有关的验名词排河除在外哗,如速恼率),阴如“升倍学率”盈、“效街率”、俱“孔隙尘率”等厚;而“污含水量早”的定述义却是她整体中挠部分与村部分的愿比值,遵所以称浪“含水救率”57似也不勺妥,建浙议称为肾“含水比”或“水比”。“水旧比”似更判好一些,亦奖可与“孔盼隙比”相织比照。2.“管液性指忽数”的古名称:“塑性指数”为两个叫含水量(块液限和塑滋限)之差羡,而“液性指哲数”却为两列个含水量板之差的比毒值,完全子不同的概捷念名称却鹊都用“指数”的称迅谓,似她欠妥,降不便于铜理解。怒可否改砍为“相对可塑汉度”,与“幅液性指数悄”的定义致相符,也线可与无粘纺性土的“相对密实世度”相比照距。583.有斧机质含盘量与烧钻失量:现行的牧中华人涛民共和聪国国家标码准《岩顾土工程送勘察规姑范》(GB呼500吧21-芒94)在按“有机质含糟量”对土秤进行分什类时注舒明“有机质含倚量Wu按烧失量皇试验确定”。《中国国问家标准汇朴编》(GB7宵876-况87)中是这鲁样定义“烧失量”的:烧失量不尼包括吸湿卫水,仅包榴括有机质狭和水合水浩,石灰性百土壤中还霸包括二氧什化碳。59由烧失量值的定义可颈知:有机质含芦量高,慰烧失量示就高;锈烧失量高坝,有机略质含量规却并不功一定高恋。也就攻是说,烧失量的块高低并不谢一定能准哗确地反映逗土中的有膊机质含量殖水平。因此蕉,烧失量与哀有机质含冷量是两个存不能相等哀同的概念贷,二者之乓间既有联鉴系又存在筐着区别。而现行柴的规范严却把两脆个不同仙的概念习混同了厉。60由此可见瓜,以与有机位质含量不同概念寨的烧失量侧作为判定旅是否为有机土降的指标,覆是不科学婚的、有失塌偏颇的。本人建厚议应当蚕及时地这修订现乎行规范炊中的有绢关条款俊和内容柿,制定枯以真正垄的有机绿质含量虽作为衡监量指标庄的科学狱的判定圣标准。4.“鹿孔隙率慰”:从实用方价值上网看,在芒土力学兴中,“孔隙率”这个指炎标的实用驴意义不大贡,况且与忠“孔隙比”的关舍系过于丹简单,闻两者保六留一个受即可。临这不是倘原则问虎题。61第2章徒内容勘猴误1.p沸24:肢从上向骆下第8经行“单佩位土体手积……扣除同体今积水的质扯量后”2.p2秃7:从上努向下第5刚行“是因缸为它所具帐有的单粘结构决籍定的”3.p3笨3:表1-隶18从展上向下击第3行烟“粒径省大于20m莫m的颗粒卷超过全史重50海%”4.p3斩5:表1痰-21第然1行“粉鸣质粘上”土粒粒60mm土62第2章幻玉重齐点内容1.土动的颗粒结级配,投级配指师标2.土妄中水的叮分类3.土何的结构4.土排的三相古比例指克标的定原义5.相对是密实度6.粘性呜土的灵敏喜度和触变姜性7.土的陡工程分类仍原则8.软惜土的物恼理力学身特性63第2章叛作业p39:1-2,拨1-4,箱1-6,讯1-764东南大旨学远程奇教育基础帆工程第三章主讲教师童小东65第3章余地基的搭应力和沉两降第1节绒概挖述第2节谎土中自依重应力第3节娱基饼底压力第4节丹地基附眼加应力第5节猾地倾基沉降懂的弹性启力学公粗式第6节饼土的压变缩性第7节逢地基的既最终沉降牛量66第8节笋应力历范史对地基夏沉降的影茶响第9节虏地治基最终接沉降计叔算问题矿综述第10节扬饱和明土的有效柳应力和渗测透固结第11节代地基往沉降发展卵三分量67第1节疗概述自重应力郊:地基中凭源于土贯体自身假重量的舒应力。基底压力蛇:建筑物保的荷载芹通过基当础传递蹲给地基油,在基创础底面璃与地基择之间产宰生的接抓触应力慌。附加应力芳:建筑物门的荷载徒在土体习中产生贴的在原埋有应力疯基础上租的应力瓣的增量扰。68附加应六力造成然了地基朝土的变形(处于今欠固结添状态的际土,自重应绣力也是躲变形产铁生的因撤素之一奶)客,从而僚导致了计地基中愈各点的朴竖向和额侧向位左移。本章主俯要讨论什地基中梢的应力和竖向位田移(沉降)。要保证建刚筑物的安浊全和正常极使用必须来控制其沉降量和不均匀染沉降差洞值(差异沉降纽奉量)不超步过一定残范围,庸对软粘馒土地基棕上的建踪蝶筑物尤筋为重要芒。沉降亮分析是饮土力学妹的基本鼠课题之牲一。69沉降量贼的大小弯主要取蜓决于土体产生屈变形的原颂因和土体本身的性湾状两个方肢面。土体产辛生变形躁的原因瓜主要是貌土体中应力状态店的改变(如地拐面荷载来引起地呢基中应站力场的仿改变,朽在地基矿中产生党附加应捕力)。土体本乓身的性宣状主要巡寿指土的压幼缩性(或应力~码应变关主系),是纽奉指土体鞋在附加朽应力作魄用下产只生的效准应。70土体的应赔力~应变传关系十分复杂,常霸呈弹、粘、赢塑性,并且呈非线性前、各向亚异性,还受应力历史的影响但。地基土中砖附加应力身的正确计绢算和地基土体鞭性状的正透确描述是提高沉逆降计算精搂度的两个死关键问题托。经典的捡沉降计熟算方法御对上述悦两个问闹题是这冈样处理纵的:在校荷载作怠用下地凤基中附姨加应力概场是根较据半无限幼空间各钩向同性钢、均质樱、线弹71性体理论计粮算的,轨土体压脏缩性是玻根据一维压士缩试验测定的暮,并采戒用分层总和声法来计算薪沉降。价显然,贫沉降计长算模型依与地基驳沉降的默真实性约状存在狐不少差乘距。72第2节才土中自贼重应力在荷载片作用之丛前,地渠基中存屡在初始应力拐场。初始应霜力场常与土体自厅重、地基土地喷质历史以及地下水位有关。情在工程没应用上牙,计算演初始应犬力场时墨常假设把天然地雁基为水平、均质、各向同性的半无限空叨间,土层辜界面为水平面。于是在脾任意竖直前面和水平届面上均无剪应窑力存在。73地基中气的初始纵应力,畜即地基中任一点晕的自重应力,只需用竖向应力恭和水平向运应力表示同。天然地苏面下任意转深度z处水平负面上的谎竖向自锻重应力咏为cz=页z竖直面雨上的水贿平向自偏重应力陶为cx=K0cz=K0zK0为静止侧标压力系数姥。74土中竖泊向和侧天向的自厘重应力一般均指有效自吓重应力,计算时,对乏地下水守位以下士土层必惕须以有效重度'代替天然重画度。为简便徒起见,常芒把竖向有笼效自重应婚力cz简称为自恰重应力,猴并以符号c表示。成层地隙基中第n层土底面叉的自重应器力的计算莲公式为75第3节跳基伶底压力建筑物朗荷载通元过基础裁传递给地基掏,在基烟础底面汪与地基壤之间必堆然产生接触应力。基底准压力分慰布与基础的克大小和刚度、作用笼于基础企上荷载的移大小和分布、地基土的催力学性质以及基础的埋歪深等因素有欺关。76根据圣维南捡原理,基础下与其底面帖距离大于熔基底尺寸舰的土中应力绒分布主要飘取决于荷探载合力的大辈小和作用点萌位置,基本至上不受堤基底压外力分布梁形式的害影响。因此,对蹈于具有一艇定刚度以仙及尺寸较兽小的柱下躁单独基础振和墙下条骆形基础,即其基底压屿力可近似螺按直线分资布的图形柏计算。77一、基除底压力莲的简化舟计算1.中坦心荷载溜下的基啦底压力2.偏予心荷载勤下的基案底压力二、基兰底附加熟压力建筑物艰建造之检前,地衫基土中疤已存在馒自重应粉力。一扮般天然口土层在浮自重作洲用下的陈变形早堤已结束甘,因此樱只有基底附加糠压力才能引辟起地基狸的附加应蒸力和变形。基底附搅加压力径为建筑竖物建造老后的基底压罪力与基底竭标高处志原有的自重应力之差。78第4节蓝地基附胶加应力地基附加于应力是指体建筑物荷灶重在土体袄中引起的集附加于原白有应力之径上的应力巷。其计算舍方法一品般假定驱地基土客是半无限甚空间内技的各向盯同性、吩均质、拉线弹性变形体,煎采用弹性领力学中关哀于弹性半撑空间的理塌论解答。79一、竖向晴集中力下豆的地基附者加应力采用Bous稳sine藏sq解答,竖向正应力z和竖向位伍移w最为常用闷。如果地嫌基中某点关与局部荷植载的距离茄比局部荷随载的荷载聋面尺寸大铸很多时,霞就可以用贸一个集中核力代替局材部荷载,哗采用Bou附ssi行nes焰q解答册。二、矩形津荷载和圆绸形荷载下痕的地基附沿加应力1.均布顾的矩形荷获载先以积分储法求矩形状荷载面角且点下的地庆基附加应崇力,然后慈运用角点法求得矩形吗荷载下任衬意点的地享基附加应塞力。802.三角搞形分布的念矩形荷载以积分盘法求三始角形分到布的矩形荷游载面角外点下的头地基附迫加应力任。注意b是沿三闯角形分悼布荷载窃方向的席边长。3.梯形蒸分布的矩捡形荷载已知均姐布和三兴角形分帐布的矩再形荷载对角点下谦的附加垄应力系脊数,即爷可用角再点法求比算梯形习分布的颤矩形荷才载下地桶基中任束一点的映地基附者加应力。814.均布的圆缘瑞形荷载可以积分慢法求得均柿布圆形荷载面中慰点下任意执深度的地撤基附加应络力。三、线夏荷载和疗条形荷阻载下的防地基附阵加应力属平面贷应力问晴题。四、非均梅质地基中巡寿的附加应案力1.变形诵模量随深乎度增大的桌地基(应力集中)2.双层臭地基a.上软下累硬(应力集拨中)b.上硬下剑软(应力扩副散)82第5节立地荷基沉降巷的弹性鼠力学缺公式柔性荷窝载下的绞地基沉蜘降(Bou仇ssi葱nes仰q解答)83第6节行土冒的压缩倾性土的压缩性:土在压蛙力作用下辫体积缩小山的特性。由于在一率般的压力蜜作用下,筑土粒(土草的固相)辱和水(土纵的液相)谎的压缩量努与土的总挣压缩量相搏比十分微裂小,故可攻近似认为立土粒和水潜是不可压刊缩的。84土的压炮缩源于因土中孔艇隙体积的减少(气体压缩、气体排姨出、孔隙水的木排出)。饱和土由淋土粒和水疲组成,当搏其被压缩妄时,随着樱孔隙体积箩的减少,访土中孔隙歉水被排出花。在荷载作得用下,饱彻和土体中喜产生超静孔隙寇水压力,在排驴水条件火下,随本着时间评发展,君土体中悉水被排借出,超府静孔隙拒水压力约逐步消读散,土篇体中有效应力逐步增有大,直葛至超静势孔隙水始压力完摩全消散从,这一幅过程称寨为固结。85一、土凯的压缩含曲线和突压缩性性指标1.土的压缩曲虎线是室脂内土的压缩试颜验得出默的成果会,是土惠的孔隙比与土所成受压力的关系嘉曲线。戒压缩曲肿线可按袄两种方平式绘制粘,一种狭为e~p曲线;令一种为e~lgp曲线。2.土的困压缩性指脑标(1)土的压缩凡系数a由e~p曲线得到亏。a.切线斜浅率的绝对值(理论上纹的,反映多某压力下林土的压缩晓性)。86b.割线斜掀率的绝对值(实用眼上的,反龟映某一车压力范找围内土填的压缩性)殃。为了借便于应剑用,通运常采用老压力由p1=100全kPa增加到p2=200k缸Pa时所得到麦的压缩系杰数a1-2。压缩系数裳越大,反外映土的压每缩性越高或。(2)土的压柏缩指数Cc由e~lgp曲线得到贸。土的e~lgp曲线的孩后段接挽近直线艰,直线复的斜率远的绝对值。87压缩指数握越大,反飘映土的压缩性申越高。3.压缩模宣量Es压缩模量:土在完全侧贪限条件下的竖向附加锡应力增量与相应的应变增量之比。Es越小,表罢示土的压约缩性越高挖。884.回弹苍曲线和再妹压缩曲线在室内压磁缩试验过托程中,如加压益到某一炕值pi后,逐嘱级进行清卸压挽,则可刃观察到裳土样的亭回弹。弯若测得按其回弹洒稳定后起的孔隙费比,则任可绘制握相应的遗孔隙比盖与压力准的关系哪曲线,口即回弹曲线。由于回案弹曲线与狐原来的压莫缩曲线并百不重合,沸说明土的旅压缩变形窜是由可以杀恢复的弹性变港形和不可范恢复的塑性变形两部分组纱成的,并挨以塑性变括形为主。89如重新逐猾级加压,因则可测得土样在各赛级荷载下香再压缩稳湖定后的孔隙比剪,从而绘呆制再压缩豪曲线。90东南大甩学远程吊教育基础纷工拼程第七讲主讲教师童小东91二、土的焦变形模量1.以载位荷试验测伞定土的变形模量E0根据载荷耗试验的观潮测数据,呢绘制荷载蜜与稳定沉放降的关系爬曲线(p~s曲线)。忽曲线的开到始部分往么往接近于泻直线,与手直线段终烧点对应的狼荷载称为智地基的比例界寄限荷载。92一般的地基承载症力设计值取接近于结或稍超过拳此比例界快限值,所以地通常地基稳的变形处隐于直线变封形阶段,库因而可以葬利用弹性临力学公式衔来反求地森基土的变务形模量。用载荷密试验来斩测定土缘瑞的变形塔模量,般费时、枕费力,迟且费用仪较高,颗对于深逃层土的敌试验结脸果可靠雷性较差席。现应饮着重发踏展现场滚快速测淹定变形梨模量的火方法(蹄旁压试诵验、触咏探试验崖等)。932.变俊形模量壁与压缩郊模量土的变形模量E0是土体择在无侧限条全件下的应力事与相应指的应变化的比值叛。土的压缩模量Es是土体接在完全侧涌限条件挪下的有效怀应力与紫相应的摸应变的童比值。由侧向不迅允许膨胀馆的条件,批可以得到氧土的静止惹侧压力系雾数K0与泊松程比的关系94由竖向的救应力、应兆变关系以拘及压缩模载量的定义静可得到土功的变形模叨量与压缩班模量换算撤的理论关系昼公式95第7节敏地惯基的最权终沉降食量在荷载作榴用下,地瓣基土体发晕生变形,历地基产生手沉降。地伐基沉降是候随时间而遍发展的。根主要介绍它两种计算妻地基最终晴沉降量的扰方法:传统的孤分层总炎和法和规范推荐挂的分层总诊和法。如果沉活降计算的窄分层总和谨法所采用把的土的压事缩性指标宝源自压缩颗仪的测定脱成果,则狐可称为单向压迅缩分层死总和法。96一、传扶统的分罩层总和荐法采用分层岔总和法计姐算地基的最终沉望降量时政,将压颂缩层范分围内的庸土层分继成n个分层铁,应用讽弹性理乔论计算杀在荷载还作用下纺各分层皂中的附雁加应力钢,采用肚单向压稠缩条件创下的压体缩性指剩标,分蜘别计算纺各分层寸的压缩悲量,然社后求和恐得到总过沉降。各分层压刷缩量的计昨算方法与汉薄压缩层劝地基的沉往降计算方剂法相同。97单向分层摔总和法假或设:1.基底附加治压力为局川部柔性荷覆载,对非均质振地基,由逆其引起的逢附加应力管分布可按沉均质地基镜计算;2.只须计算维竖向附加搅应力作用远下的土层总压缩变形欧导致的地贿基沉降,葱剪应力可耻忽略不计兆;3.土层压爸缩时不任发生侧批向变形佛。由于以上颠假设,各虑分层的土枕就处于单茄向压缩状丽态,应采害用侧限条咬件下得到鞠的压缩挎性指标框来计算挑各分层魄的压缩樱量。98地基土的鞭压缩性随袜着深度的增大而降牲低,局部遗荷载引起厘的附加应力杀又随深暴度的增蛾大而减互少,所滋以超过叔一定深汁度的土章,其变而形对沉溪降量的川贡献小非到可忽刷略不计罢。沉降识时应考除虑其土续体变形益的深度核范围内赏的土层锦称为地基压缩碑层,该深已度称为地基沉浅降计算红深度(地基压缩傍层厚度)。99地基沉降揭计算深度鹊的下限,一般取呜在地基玻附加应侧力等于道自重应力女的20%处,如好在该深毁度以下驱有高压蔽缩性土应层,则氧计算深跳度下限绕取在一笨般取在携地基附丈加应力诱等于自蛇重应力畜的10%处。这种确恒定沉降巡寿计算深犯度的传类统方法景称为应力比法。100地基压缩译层厚度范胁围内的分层厚度炒一般取0.4b(b为基底宽度)或永1~2m御,不同土累层之间的岸分界面和晕地下水面惕是当然的稠分层面。计算地件基最终绳沉降量s的分层总樱和法的公傲式如下:101二、规范迷推荐的分凝层总和法与传统喉的分层舒总和法相同之处:也采狂用单向情压缩条扮件下的往压缩性栽指标;与传统的踩分层总和房诚法不同之处:1.采尚用平均董附加应积力系数思;2.规行定了地乏基沉降洽计算深各度的标侧准,考升虑了基陈础大小浊这一因顺素,比回应力比铃法更为比合理;3.提出骆了地基的羽沉降计算硬经验系数哪,使得计役算结果接凝近于实测盖值。102地基沉临降计算柄深度就崇是第n分层层率底深度zn,确定zn的规范方法称召为变形比场法。规范规定有须将地基女计算沉降转量s′乘以沉悟降计算现经验系胀数s加以修正椒,沉降计疾算经验系置数根据地腰区沉降观阶测资料及伤经验确定避。103第8节性应力历问史对鄙地能基沉降的逃影响一、沉积摇土层的应阵力历史天然土层伯在历史上芽所经受过秆的包括自描重压力和鸭其他荷载不作用形成药的最大竖膝向有效固塑结压力,丙称为先期(麻前期)煮固结压钻力,常用pc表示。通常将告地基中粥土体的腹先期固川结压力弊与现有煮上覆土投层压力鄙之比定谢义为超固结比OCR。104根据OCR的大小伤,可对卧土所处佣的不同冈固结状锯态进行旷划分。OCR>1侄超固判结状态=1煤正常固结片状态<1佛欠固溉结状态105将室内压采缩曲线修刚正后得到原始压尿缩曲线役,并可棕确定土宗的压缩性指包标。只归要在地招基沉降四计算通枯常采用锻的分层弦总和法健中,将指土的压相缩性指言标改从泛原始压野缩曲线翠确定,嚷就可考腿虑应力轿历史对萄地基沉傅降的影体响。106正常固健结状态亩的土其醉原始的e~lgp曲线为汗一条直孩线(压提缩指数为Cc);超固结椒状态的笨土其原始的e~lgp曲线由著两条斜敬率不同岂的直线聪构成(券压缩指签数分别伍为Ce和Cc);欠固结状芹态的土其铜原始的e~lgp曲线为一号条直线(梦压缩指数铺为Cc)107第9节截地物基最终且沉降昼计算问即题综述一、各种健分层总和系法的共同持假设共同假泰设:荷载作粮用下的非励均质地基体中的附加先应力分布翼,可以用摔均质弹性辈半空间的嘉理论解答治来代替。分层总余和法以匪均质弹姻性半空脏间的应零力来计办算非均筐质地基巾的变形把,在理欣论上显忍然不协握调。108但是,实秧践表明,旗地基沉降计算的恰准确与商否,更写直接地捞取决于方法本伸身能否反仪映地基的压成层性和济非均质性边、能否考触虑到土的达应力-应我变关系的咏非线性,缺应力计算秤精确度的科影响毕竟医还居其次号。109第10节掌饱和垒土的有效渐应较力和渗透泥固结一、饱和国土中的有收效应力有效应谱力原理亏:对于逼饱和土二、太沙腾基一维固吵结理论土的固箩结是土店力学学扛科中最赞根本的炼课题之粒一。110土的固结闷过程的两悬种特性:1.随着罩土中水的启排出,土拒体孔隙比减亩小,土体泛产生压缩倡,体积变娃小;2.随着桃超静孔隙液水压力的眠消散,有凡效应力逐磁渐增大,园土体的抗剂剪强度得争到提高。工程中常俱应用固结嘴过程的这肥两种特性盘,通过排宣水固结法萄对软粘土觉地基进行王改良,达突到减小工呆后沉降、床提高地基领承载力的林目的。111固结模鹿型:弹筒簧代表董土颗粒骨架,唉水代表慰孔隙水尼,活塞上的小孔牛象征土的渔渗透性和没排水条件永(孔的大盯小代表渗叉透性的强幕弱)。112一维固结盟理论研究彻土体在荷载作框用下土削中水的旅流动和然土体的变形益仅发生在援一个方向交的土体固滑结问题。一维固结爱理论的基席本假设:1.土是歉均质、各课向同性和智完全饱和爷的;2.土叹粒和孔躬隙水都硬是不可荡压缩的犹;3.土准层的压鼻缩和土继中水的愉渗流都袜是一维稠的;4.土中驾水的渗流为服从达西针定律;1135.在事渗透固税结中,离土的渗榴透系数k和压缩叮系数a都是不变的常数;6.外荷瘦载是一次楼瞬时施加梨的,且在熔固结过程暂中保持不偏变;7.土洪体的固薄结变形挣是微小俊变形。114根据达西定律、固结渗梯流的连续豆条件、应力-应刊变关系的侧限条得件和有效应力鲁原理,可推导个出饱和土猛的一维固膜结微分方达程结合初始条件和边界条件,可求御得上述牢方程的耐解答。115理论上垄可以根再据孔隙垄水压力的解答喷,求得辟相应的竖有效应醒力的大小和赔分布,鸡再算出赌任意时矛刻基础灭的沉降吸量。但缺是这样呀求解不或甚方便步。所以届引入固然结度的迈概念,世使问题璃得到简阔化。所谓固结脸度,是指傻在某一固废结应力作饶用下,经去某一时间t后,土耻体发生冠固结或期孔隙水泰应力消雨散的程帽度。116东南大煌学远程奏教育基础辫工程第九讲主讲教师童小东117第11偶节纠地基沉役降发展慈三分量一、三维歌应力状态遭下土的变迫形和地基搂沉降的发程展地表局部朗荷载作用炎下,地基宝土处于三判维应力状浴态,土中有孔隙水的天排出也是核三维的。饱和土单草元体在受彻荷一瞬间煤,孔隙水屋来不及排鹊出,故土蹲的体积不发会发生变乞化。118但是剪应级力增量却碑使单元体发生剪切畸逼变。随着时量间的消逝,土袖中孔隙水掘排出使土影体产生固结变形。当孔隙拖水压力完卸全消散,彻固结过程宽完成之后乱,土体在音不变的有乞效应力作细用下,产尖生蠕变变情形。三维应力虫状态下,理按变形机叛理,地基希土体的总法沉降可以床分成三部咐分:瞬时沉降,固结沉降,次固结是沉降。119目前关僻于瞬时沉降、固结沉降和次固结沉牛降的计算福结果,与实际情邪况尚存在夏较大差距势。从实用落上看,央可采用轨信息化汗施工,萌利用沉车降观测把资料来奖推算后涝期沉降砌量(双曲线法、对数曲线搅法等)。120第3章字内容勘链误1.p对42:图2-3蒙中第2层灯土的竖向爆自重应力吓计算公式榨“1h1-2h2”+2.p袭43:石从上向眨下第3莫行式(怠2-4待)应为1213.p驾51:从上向下坟第1行“骄为P0”4.p5哀8:倒数月第1行式昌(2-2绪6)中“z”p0x5.p72:鹿倒数第5挖行“限条火件下的竖藏向附加应税力与相应壤的应变增汽量之比值建。”增量1226.p7吗6:倒数第4胞行“土的驳测压力…锯.”侧7.p8农2:从上遍向下第4埋行“可以摇引入一个永系数a,….绣”,式责(2-理73b颂)也做相刻应改正亮。8.p跪93:从上向肚下第9剃行式(衔2-8快8)中颈的“pei”应为“pci”9.p倦97:从上向忆下第1厚4行“楼…上作室用着法流向力p(图2-柴48),避…”P12310.p10像2:倒效数第6蹦行式(木2-1择07)“毯”应为竿“厅”124第3章买重恶点内容1.土中嫂自重应力迅的计算2.地基向附加应力博的计算方湿法3.土的窝压缩性指组标4.计筋算地基遣最终沉亏降的传勿统的分个层总和怕法和规注范推荐休的分层未总和法125第3章姐作谜业p11物1:2-1位,2-烧5,2疤-6,刻2-8126东南大茎学远程赶教育基础暑工晴程第四章主讲教壮师童小东127第4章浆土的抗婆剪强度第1节凯概泄述第2节夕库搏伦公式鸭和莫尔刻-库伦尚强度理院论第3节暗抗剪强扎度的测定铁方法第4节乡丰饱和粘嚷性土的抗余剪强度第5节版无唉粘性土刮的抗剪弟强度128第1节岂概萌述土的抗强剪强度是土体盖抵抗剪切破坏的极限能损力。土的抗协剪强度跳对地基凯承载力螺、挡土阴墙土压叫力和土艘坡稳定猫等问题彩产生直细接影响绍。129土的抗荡剪强度汉一般可疗分为两部分:乓一部分与糖颗粒间的他法向应力令有关,尸通常呈盲正比例匪关系,征其本质跪是摩擦力;另一部篇分是与法尤向应力无它关的土粒豪之间的粘龟结力,通裕常称为粘聚力。130第2节彼库伦公钥式和莫尔的-舱库塔伦强度理雪论一、库沉伦公式131c和称为抗剪强度蒜指标。影响因顷素土的抗剪嘴强度的内在因置素外在因素鸭:试验时的蓬排水条件压等因素颗粒间的通有效法向驻应力土的孔咱隙比132表达方法土的抗忍剪强度万的总应力法买:总应力强怒度指标有效应力循法:有效应力热强度指标133二、莫尔跑-库伦强矩度理论莫尔提俊出:材河料的破弓坏为剪切破杠坏,当任一断平面上的剪应力等于材效料的抗剪强度时该点就誉发生破坏石,破坏面绍上的剪应昌力f是该面上按法向应力的函数此函数在f-坐标中辨是一条皇曲线,苹称为莫收尔包线摩(抗剪落强度包每线),砍如下图红实线所洽示。134莫尔包勾线表示槐材料在切不同应拍力作用抢下达到极限状态时,滑动蹲面上法向暴应力与剪应力f的关系。莫尔包辜线135理论分析戚和实践都何证明,莫尔理论秀对土比较丙合适,土的莫尔栏包线通最常可以碌近似地读用直线代替(想如上图乌的虚线孙所示)细,该直笑线的方跌程就是库伦公倾式表示的絮方程。用库伦古公式表称示莫尔超包线的愧强度理弦论称为莫尔-笑库伦强穴度理论。当土体遭中任意懂一点在店某一平沟面上的祸剪应力括达到土涂的抗剪皇强度时练,就发镰生剪切喂破坏。1360A莫尔圆可粥以表示土次体中一点肚的应力状播态,莫尔呼圆圆周上于各点的坐妻标就表示爆该点在相遮应平面上刚的正应力和剪应力。137如果给逢定了土概的抗剪辨强度指标c和以及土拘中某点峰的应力状态,则醒可将抗剪强族度包线与莫尔应士力圆画在同一治张坐标图幅上,抗剪款强度包线恢与莫尔应雅力圆的关颂系可能有宴:1.整个竟莫尔圆位合于抗剪强醋度包线的泻下方。说胆明该点在费任何平面真上的剪应哨力都小于酸土的抗剪薄强度,所拾以不会发块生剪切破仓坏;1382.莫尔碧圆与抗剪其强度包线相切,押切点为A。说明樱在A点所代表吉的平面余上,剪拦应力正幸好达到型抗剪强朱度,该坏点就处霞于极限平份衡状态。这时演的莫尔巡寿圆称为极限应宅力圆。3.抗剪商强度包线供是莫尔圆纲的一条割线,实际上蒸这种情况刚是不可能汁出现的,如因为该点贸任何方向督上的剪应薄力都不可懂能超过土既的抗剪强烟度。因为土的抗剪乡丰强度是土贤体抵抗剪疲切破坏的极限能材力。1390Ac莫尔圆与含抗剪强度机之间的关压系140由极限筛应力圆换当中的袋几何关系,普可以推侮导得出仪:1.粘性岗土的极限粪平衡条件灯为1412.无妇粘性土舍的极限谊平衡条躺件为1423.破冬坏面与痕大主应农力面的繁夹角为。143第3节洋抗互剪强度饮的诉测卖定方法测定土的索抗剪强度爽的方法有且多种。的室内辨方法测定土福抗剪强贸度直接剪胃切试验三轴压施缩试验无侧限抗拦压强度试耻验144一、直接袄剪切试验应变控嘉制式直绩剪仪的丑试验原嘴理:对同一种灿土至少取冰4个平行止试样,分取别在不同杀垂直压力下剪切破少坏,将试阵验结果绘宰制抗剪强亮度f与相应停垂直压袭力的关系哀图。试喊验结果唇表明,鹊对于粘逼性土f~基本上后呈直线舌关系,寸直线方妄程可用沙库伦公叛式表示见;对于扇无粘性级土,f~则是通思过原点藏的直线蝇。145直接剪切锹仪的优点构造简债单操作方吴便限定剪切朗面不一定主是最薄弱浊面剪切面上经剪应力分加布不均匀的缺点直接剪切酱仪剪切面蛋在剪切香过程中沫是逐渐析缩小的不能严席格控制充排水条拖件,不灶能量测弟孔隙水和压力146二、三宅轴压缩恨试验三轴压妈缩仪的搏试验原询理:对同一种痛土至少取倒3个平行杀试样,分暴别在不同卡周围压力3下剪切霜破坏,绸将试验确结果绘径制为若异干个极限应叔力圆。根据捐莫尔-极库伦理田论,这帮一组极薪限应力挠圆的公独共切线旗即为土申的抗剪强黄度包线,可近似莫取为一条饮直线,直少线的方程回即为库伦公喉式所表示奔的方程坛。1470c三轴压算缩试验谨原理148的优点三轴压缩恰仪能较严格缝地控制排舟水条件能量测郑试样中肢孔隙水拔压力的舅变化剪切破坏恳面为最薄拨弱面的缺点三轴压缩范仪试验设备竖、试验过信程相对复葛杂试样的受茅力状态为珍轴对称情飞况,与实辛际土体的合受力状态陆未必相符149直接剪兽切试验餐和三轴执压缩试验按剪切前的固结程度和剪切时的排水条窃件,可以贯分为三辆种试验貌方法:1.不悬固结不脖排水试主验;2.固结谁不排水试伤验;3.固林结排水辈试验;150三、无源侧限抗鸣压强度显试验无侧限层抗压强掩度试验该可以看作围腥压3=0的三轴涉不排水勿剪切试裹验,试影件剪切户破坏时余试样所槽能承受卫的最大长轴向压桶力qu称为无侧限萝抗压强盈度。根据携试验结练果,只伸能作一朽个极限先应力圆桨(1=qu、3=0),对于一呆般粘性喜土就无壁法作出耐破坏包悼线。151而对于饱驶和粘性土鹊,根据三轴不固麦结不排水郊试验的结赛果,其破坏包愿线接近于爆一条水平线,即u=0。如仅需测中定饱和粘揉性土的不字排水抗剪迹强度,就局可以利用挪比较简单风的无侧限商抗压强度挺试验代替竟三轴试验岗。1520cu无侧限抗腰压强度试政验qu153无侧限抗为压强度试博验所得的极限应垦力圆的水平切必线就是破坏挪包线。154第4节望饱修和粘性榨土的且抗剪强繁度一、不固哪结不排水鸡抗剪强度不固结胳不排水乐试验(UU试验)是在施加周围码压力时不排水(不固结雾),且在施加轴塞向压力赤直至剪诞切破坏般的整个眼试验过惑程中也不允许排探水(不排水源)。155如果有一蒙组饱和粘方性土试件奏,都先在栗某一周四围压力穴下固结扯至稳定,试瓣件中的毅初始孔际隙水压创力为零俘,然后孕分别在爸不排水扮条件下摧施加周矛围压力录和轴向腊压力直目至剪切披破坏。趁试验结催果见下稻图。1560cu饱和粘武性土的匀不固结茅不排水著试验157图中三个水实线圆分芝别表示三个试突件在不疗同的围梢压作用巴下破坏时的才总应力圆症,虚线表肚示有效应歪力圆。试翼验结果表尤明,虽然省三个试件介的围压不碎同,但破刘坏时的主应力差蚁相等,所以焰三个总举应力圆洁的直径摄相同,摧所以破鹊坏包线眉是一条水平线,可得158由于在情不排水烧条件下零,试样在试验气过程中含水量不变,体积不变,改变亡周围压令力增量毯只能引接起孔隙水压尸力的变化嗽,并不湖会改变望试样中抱的有效应力,各试件绍在剪切前何的有效应融力相等,情因此抗剪婆强度不变艘。如果在较煎高的剪前担固结压力峰下进行不铁固结不排涂水试验,粉就会得到泳较大的不骡排水抗剪输强度。159由于只尤能得到戏一个有莲效应力圆,所棕以不能食得到有维效应力伞破坏包线,不啊固结不排划水试验只洁用于测定宫饱和土的洒不排水强裁度,所以至可以用无小侧限抗压腰强度试验令代替三轴定压缩试验唇来测定饱到和土的不年排水抗剪盒强度。160不固结闹不排水摔试验的“不固结”是在保锣持试样绕原来有祥效应力不变的披情况下,浴在三轴压呢力室的周耽围压力下浓不再排水胸固结。如帽果饱和粘木性土从未补固结过,孔则其中的成有效应力最为零(先仰期固结压担力也为零知),表现扁为一种泥香浆状土,克其抗剪强垂度必然也字等于零。161二、固另结不排站水抗剪虹强度固结不排预水试验(CU试验)是在施加周围绑压力时充分排水(固结)越,而在施加轴集向压力例直至剪聚切破坏摔的整个粱试验过通程中不允许排愧水(不排疾水)。饱和粘够性土的季固结不循排水抗版剪强度味受应力历晨史的影响,渠所以首先举要区分试仔样是处于裙什么样的固结状态。162如果试样铁所受到的傲周围固结压力3大于它所草曾受到的燥最大固结压力pc(先期固停结压力),则调称试样榜处于正常固环结状态;而如闪果3<pc,则称码试样处区于超固结状兴态。不同固结今状态的试轮样,其抗冈剪强度性渐状是不同并的。163正常固结虽状态的试搅样在剪切过程恼中体积有倘减小的趋势(剪缩),但由仆于不允许爸排水,故镜产生正的孔隙拉水压力;而强超白固结状态腹的试样在芹剪切过程盼中,先表补现为剪缩兼(产生正汽的孔隙水桥压力),球然后转为剪胀(产生棋负的孔饼隙水压闸力)。164东南大学蜂远程教育基础似工程第十二汪讲主讲教师童小东1651.正纺常固结静状态的理土样下图表示阀正常固结么状态的饱和粘性战土的固结泊不排水试升验结果,溉图中用实线表示的为总应力圆驴和总应力贫破坏包线,用虚线表示的它为有效应力爬圆和有效扮应力破坏碍包线,uf为剪切破共坏时的孔顺隙水压力传。因为剪裙切过程中钱不排水,影根据有效播应力原理时可知,有冈效应力圆帽与总应力杨圆直径相等,位置不锣同。1660正常固绞结状态葵饱和粘稼性土固结不排愉水试验结覆果167因为正常肃固结状态厘的试样在剪切破坏鞭时产生正的孔踪蝶隙水压右力,故有效应特力圆在总速应力圆的左边。总应力破值坏包线和灭有效应力换破坏包线杰都通过原点,说明固异结压力妨为零的悼土不会湾具有抗汁剪强度。1682.超住固结状能态的土筛样超固结蒙状态的袭饱和粘向性土的固结坐不排水们剪切试璃验得到幅的总应默力破坏谣包线如踏下图所戴示,是犬一条略妨平缓的畏曲线,废可近似夹以直线ab代替,仰与正常齐固结状苏态土的偏固结不滩排水破笼坏包线bc相交,bc的延长部线通过茄原点。门实用上必将abc折线取蔬为一条掘直线。1690ccu超固结状俗态土的固士结不排水勉试验abc超固结状愁态正常固灾结状态170有效应力押圆和有效键应力破坏包线如下最图中虚线同所示。由赵于超固结状态的土样内在剪切直破坏时柿,产生负的孔吹隙水压距力,有效医应力圆培在总应渔力圆的右边;正常固僵结状态的土样在西剪切破坏辆时,产生正的孔谢隙水压伯力,故有策效应力仿圆在总骆应力圆玩的左边。1710超固结状
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