土力学土在动荷载作用下的特性

土力学土在动荷载作用下的特性第一页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第十一章土的压实性土的压实机理及主要影响因素土的液化机理及主要影响因素土的压实性指标最大干密度、最佳含水量土的压实度对工程的评定标准重点掌握内容第二页，共二十三页，编辑于2023年，星期二§11.1概述动荷载的类型冲击荷载不规则荷载周期荷载第三页，共二十三页，编辑于2023年，星期二§11.2土的压实性11.2.1土的击实试验及压实度

在试验室内通过击实试验研究土的压实性。击实试验有轻型和重型两种。击实筒护筒击锤导筒轻型击实试验适用于粒径小于5mm的土，击实筒容积为947cm3，击锤质量为2.5kg。把制备成一定含水量的土料分三层装入击实筒，每层土料用击锤均匀锤击25下，击锤落高为30.5cm

重型击实试验适用于粒径小于40mm的土，击实筒容积为2104cm3，击锤质量为4.5kg，击锤落高为45.7cm

。分五层击实，每层56击。根据击实后土样的密度和实测含水量计算相应的干密度1、击实试验及压实度土的压实性：土体在不规则荷载作用其密度增加的特性第四页，共二十三页，编辑于2023年，星期二ρdmaxωρd0ωop当击数一定时，只有在某一含水量下才获得最佳的击实效果

击实曲线峰值ω

op最佳含水量ρdmax最大干密度

ρdmax第五页，共二十三页，编辑于2023年，星期二在工程中，填土的质量标准以压实度来控制压实度越接近1表示对土的压实质量要求越高2、土的压实度c=ddmax第六页，共二十三页，编辑于2023年，星期二3、压实土的压缩性和强度压实土遇水饱和发生附加压缩浸水软化强度降低最佳含水量时浸水强度最高水稳定性最好第七页，共二十三页，编辑于2023年，星期二11.2.2土的压实机理及影响因素1、土的压实机理含水量较低时土粒表面结合水膜薄土粒间距较小土粒相对位移阻力大粒间以引力占优势压实效果差含水量接近最佳含水量增大土粒表面结合水膜厚土粒间距增加击实功能容易克服粒间引力斥力增加引力减小压实效果好第八页，共二十三页，编辑于2023年，星期二含水量较高时土粒间引力减小气体以封闭形式阻止土粒靠拢增大压实效果差出现自由水孔隙压力增大土定向排列几乎不发生体积变化第九页，共二十三页，编辑于2023年，星期二2、土压实性的影响因素土的级配1.含水量的影响当含水率较低时，击实后的干密度随含水量的增加而增大。而当干密度增大到某一值后，含水量的继续增加反招致干密度的减小。干密度的这一最大值称为该击数下的最大干密度，与它对应的含水量称为最优含水量

影响土压实性的因素含水量击实功能土的种类第十页，共二十三页，编辑于2023年，星期二2.击实功能的影响ω0ρd击数403020饱和线1)土料的最大干密度和最优含水量不是常数。最大干密度随击数的增加而逐渐增大,最优含水量逐渐减小。然而，这种变化速率是递减的。同时，光凭增加击实功能来提高土的最大干密度是有限的

2)当含水量较低时击数的影响较显著。当含水量较高时，含水量与干密度关系曲线趋近于饱和线，这时提高击实功能是无效的第十一页，共二十三页，编辑于2023年，星期二3.土类和级配的影响在相同击实功能下粘性土粘粒含量愈高塑性指数愈大压实愈困难最大干密度愈小最优含水量愈大

第十二页，共二十三页，编辑于2023年，星期二含粗粒越多的土样最大干密度越大最佳含水量越小级配良好的土最大干密度高加大击实功能可使最大干密度增加最佳含水量减小但注意：靠加大击实功能来提高土的密度有一定的限度第十三页，共二十三页，编辑于2023年，星期二§11.3土的振动液化

11.3.1土的振动液化机理

饱和、松散砂土、粉土土中孔隙水压力逐渐积累（增大）土的有效应力降低至为零在荷载作用下土处于悬浮状态似水的性质抗剪强度完全丧失土的振动液化第十四页，共二十三页，编辑于2023年，星期二§11.3.2土液化的影响因素塑性指数高的粘土不易液化低塑性、无塑性易于液化振动作用下发生液化的饱和土1、土的影响粒径小于2mm黏粒含量低于（10-15）%塑性指数低于7第十五页，共二十三页，编辑于2023年，星期二2.土的初始密度的影响土的初始密实度越大在振动力作用下土越不容易产生液化第十六页，共二十三页，编辑于2023年，星期二3、土的初始固结压力的影响土的周围压力越大土层埋藏越深土越不易液化第十七页，共二十三页，编辑于2023年，星期二4、往复应力强度与次数的影响往复应力越小需越多的振动次数才可产生液化结论要持续足够的应力周期才发生液化、土体失去稳定第十八页，共二十三页，编辑于2023年，星期二

§11.4周期荷载下土的强度和变形特征动荷载具有时间性（10s以内作为动力问题）动荷载反复作用次数越少动强度越高反复性（周期性）动荷载反复作用次数增加动强度逐渐降低第十九页，共二十三页，编辑于2023年，星期二4、往复应力强度与次数的影响往复应力越小需越多的振动次数才可产生液化结论要持续足够的应力周期才发生液化、土体失去稳定第二十页，共二十三页，编辑于2023年，星期二

§11.5土的动力特征参数简介土的动剪切模量Gd指产生单位动剪应变时所需要的动剪应力Gd==动剪应力动剪应变ddGd=Ed/2（1+）Ed1dd第二十一页，共二十三页，编辑于2023年，星期二阻尼土质点在运动过程中，由于黏滞摩擦作用而有一定的能量损失现象在自由振动中：阻尼表现为质点振幅随振次而逐渐衰减在强迫振动中：阻尼表现为应变滞后于应力形成滞回圈第二十二页，共二十三页，编辑于2023年，星期二土的阻尼比=土的阻尼系数土的临界阻尼系数使非弹性体产生振动过渡到不产生振动时的土的阻