土力學(xué)地基與基礎(chǔ)工程-資料下載頁(yè)

　　

【正文】 于固結(jié)排水試驗(yàn)所需的時(shí)間太長(zhǎng)，故實(shí)用上用 c39。、 ?39。代替 cd、 ?d 。 169 對(duì)同一種飽和粘性土， 分別在三種不同的排水條件 下進(jìn)行剪切試驗(yàn)。如果用總應(yīng)力表示，將得到完全不同的試驗(yàn)結(jié)果，而以有效應(yīng)力表示，則不論采用哪種試驗(yàn)方法，都得到近乎同一條有效應(yīng)力破壞包線。 所以說(shuō)， 抗剪強(qiáng)度與總應(yīng)力沒(méi)有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而與有效應(yīng)力有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系 。 170 ??0 cu?正常固結(jié)狀態(tài)飽和粘性土在三種 不同不排水條件下的剪切試驗(yàn)結(jié)果 ??0?u?d?171 四、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選擇 飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度 性狀是很復(fù)雜的，它不僅與 剪切條件 有關(guān)，還與 土的應(yīng)力歷史 等因素有關(guān)。由于實(shí)際工程條件的復(fù)雜性，用實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)條件去完全模擬現(xiàn)場(chǎng)條件是不可能的。所以針對(duì)具體的工程問(wèn)題，確定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的方法只能是盡可能地模擬實(shí)際工況來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。 172 一般認(rèn)為：由三軸固結(jié) 不排水試驗(yàn)確定的有效應(yīng)力 強(qiáng)度指標(biāo) c39。、 ?39。宜用于分析地基的長(zhǎng)期穩(wěn)定性；而對(duì)于飽和軟粘土地基的短期穩(wěn)定問(wèn)題，則宜采用不固結(jié)不排水試驗(yàn)的強(qiáng)度指標(biāo)，以總應(yīng)力法進(jìn)行分析。 173 對(duì)于一般的工程問(wèn)題多 采用總應(yīng)力分析法，其指標(biāo) 和測(cè)試方法的選擇原則如下： ，而地基土的透水性和排水條件不良時(shí)，可采用 三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn) 或 直剪的快剪試驗(yàn) 結(jié)果； ，而地基土的透水性較高且排水條件較佳時(shí)，則可以采用 固結(jié)排水 或 慢剪試驗(yàn) 的結(jié)果； 174 情況之間，可用 固結(jié)不排水 或 固結(jié)快剪 的試驗(yàn)結(jié)果； ，而且在建筑物的施工和使用過(guò)程中都要經(jīng)歷不同的固結(jié)狀態(tài)，因此， 確定強(qiáng)度指標(biāo)還應(yīng)結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn) 。 175 第 5節(jié) 無(wú)粘性土的 抗剪強(qiáng)度 不同初始孔隙比 e0的同一種砂土在相同的周圍壓力 ?3下 受剪，其應(yīng)力 ~應(yīng)變關(guān)系表明： ，其初始孔隙比較小，應(yīng)力 ~應(yīng)變關(guān)系具有明顯的峰值，超過(guò)峰值后，隨應(yīng)變的增加，應(yīng)力逐步降低，呈 應(yīng)變軟化型 ，體積變化主要表現(xiàn)為 剪脹 。 176 ~應(yīng)變關(guān)系呈 應(yīng)變硬化型 ，對(duì)同一種土，緊 砂和松砂的強(qiáng)度最終趨向同一值。松砂受剪其體積減小（ 剪縮 ）。 高周圍壓力 下，不論砂土的松緊如何，受剪時(shí)都將 剪縮 。 177 ?0 ? 1 ?3 砂土受剪時(shí)的應(yīng)力 ~應(yīng)變關(guān)系 緊砂 松砂 178 由不同初始孔隙比 e0的試樣 在 同一壓力 ?3下進(jìn)行剪切試驗(yàn)， 可以得出初始孔隙比 e0與體積變化 之間的關(guān)系，相應(yīng)于 體積變化為零 的 初始孔隙比稱為 臨界孔隙比 ecv。 臨界孔隙比是與 側(cè)壓力 （ 圍壓 ） ?3有關(guān)的 ，不同的 ?3可以得出不同的 ecv 。 VV?179 VV?0 e0 2 2 ecv 砂土的臨界孔隙比 180 若飽和砂土的初始孔隙比 e0大于臨界孔隙比 ecv，在剪應(yīng) 力作用下由于剪縮必然使孔隙水壓力增高，有效應(yīng)力相應(yīng)降低，導(dǎo)致砂土的抗剪強(qiáng)度降低。 181 當(dāng)飽和松砂受到動(dòng)荷載 作用，由于孔隙水來(lái)不及排 出，孔隙水壓力不斷增加，就有可能造成土體結(jié)構(gòu)的破壞，有效應(yīng)力降低為零，使得砂土象流體那樣完全失去抗剪強(qiáng)度，這種現(xiàn)象稱為砂土的 液化 。 ※ 臨界孔隙比 ecv對(duì)研究砂土液化具有重要意義。 182 ：倒數(shù)第 9行“常固 結(jié)不排水強(qiáng)度 ...” ：第 11行 “ … 有效應(yīng)力破壞包線都通原點(diǎn) ” 狀態(tài)土的 過(guò) ：第 11行“不同的 ?3可以得出不同的 eev值。”文中其余 地方作相應(yīng)替換。 ecv 第 4章 內(nèi)容勘誤 183 ：例題 31。由例題的 已知條件知只對(duì) 一個(gè) 飽和粘 性土試樣進(jìn)行了固結(jié)不排水試驗(yàn)，所以只能得到一個(gè)總應(yīng)力表示的極限應(yīng)力圓和一個(gè)有效應(yīng)力表示的極限應(yīng)力圓。例題中說(shuō)“整理試驗(yàn)結(jié)果得到 …” ，由于試樣土處于超固結(jié)狀態(tài)（由 知），所以僅由一個(gè)有效應(yīng)力表示的極限應(yīng)力圓是無(wú)法得到有效應(yīng)力破壞包線的。 0??c184 因此有效應(yīng)力強(qiáng)度參數(shù) 、 根本無(wú)法從一個(gè)試樣的試驗(yàn) 結(jié)果的整理得到。（本人認(rèn)為： 例題的出題內(nèi)容的 描述 有問(wèn)題 ） c???185 解題的過(guò)程存在 概念 問(wèn)題。 我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)了解到，同樣 一個(gè)固結(jié)不排水的試驗(yàn)結(jié)果，分別用總應(yīng)力和有效應(yīng)力來(lái)表述，得到的強(qiáng)度指標(biāo)是不同的。 而例題的解答過(guò)程中，應(yīng)力采用總應(yīng)力，卻使用有效應(yīng)力的強(qiáng)度指標(biāo)來(lái)計(jì)算，是一種概念的混淆 。由于本題已知的條件僅為有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)，所以本題的解答，應(yīng)力只能采用有效應(yīng)力，然后應(yīng)用 有效應(yīng)力原理 得到總應(yīng)力的解答。所以本例題的完整過(guò)程如下： 186 【 例題 31】 一組 飽和粘性土 試樣在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不 排水試驗(yàn)，整理試驗(yàn)結(jié)果得有效內(nèi)摩擦角 ?39。 =24176。 ， c39。=80kPa。其中對(duì)一個(gè)試樣施加的周圍壓力 ?3 =200kPa，試樣破壞時(shí)的主應(yīng)力差 ?1 ?3 =280kPa，測(cè)得的孔隙水壓力uf=180kPa。試求破壞面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力以及試樣中的最大剪應(yīng)力。 187 【 解 】 有效的主應(yīng)力分別為 k P a3 0 01 8 0)2 0 02 8 0( )2 8 0( 31???????? fu??k P a201 8 02 0 033?????? fu??188 剪切破壞面與大主應(yīng)力作用面 的夾角為 ?? 57245 ???? ??f由式（ 35）計(jì)算破壞面上的法向有效應(yīng)力 ?39。和剪應(yīng)力 ? ： k P a1 0 31 1 4c o s)203 0 0(21)203 0 0(212c o s)(21)(213131???????????????f??????189 k P a1 2 71 1 4s i n)203 0 0(212s i n)(2131????????f????破壞面上的法向應(yīng)力 ? 為 k P a2 8 31 8 01 0 3?????? fu??190 最大剪應(yīng)力發(fā)生在 ? =45176。 的 平面上，所以 k P a14090s i n)20300(212s i n)(2131m a x????????????191 第 4章 重點(diǎn)內(nèi)容 庫(kù)倫強(qiáng)度理論 強(qiáng)度的總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法 192 第 4章 作業(yè) p130： 31， 32， 35， 38 193 第 5章 土壓力、地基承載 力和土坡穩(wěn)定性 第 1節(jié) 概述 第 2節(jié) 擋土墻上的土壓力 第 3節(jié) 朗肯土壓力理論 第 4節(jié) 庫(kù)倫土壓力理論 第 5節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì) 第 6節(jié) 地基破壞型式和地基承載力 第 7節(jié) 土坡的穩(wěn)定性分析 194 第 1節(jié) 概 述 擋土墻 是防止土體坍塌的 構(gòu)筑物，在工程建設(shè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 擋土墻的結(jié)構(gòu)型式可以分為 重力式 、懸臂式 和 扶壁式 。 土壓力 是指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)向壓力。 195 土壓力是擋土墻的主要外 荷載，所以設(shè)計(jì)擋土墻時(shí)首先 要確定土壓力的性質(zhì)、大小、方向和作用點(diǎn)。 土壓力 主動(dòng)土壓力 靜止土壓力 被動(dòng)土壓力 196 地基承載力 是指地基承受 建筑物荷載的能力。地基在建 筑物荷載作用下，如果發(fā)生剪切破壞，就會(huì)對(duì)建筑物的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響。因此，在地基計(jì)算中，應(yīng)驗(yàn)算地基的承載力。 土坡 天然土坡 人工土坡 197 由于內(nèi)在或外在因素的影響， 土坡可能發(fā)生局部土體的滑動(dòng)失 穩(wěn)，造成事故并危及人身安全。因此，應(yīng)驗(yàn)算邊坡的穩(wěn)定性，必要時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧﹣?lái)保證邊坡的穩(wěn)定性。 198 第 2節(jié) 擋土墻上的 土壓力 擋土墻上的土壓力的大小和分布受到墻體可能的移動(dòng)方向、墻后填土的種類、填土面的形式等因素的影響。 根據(jù)墻的 位移情況 和墻后土體所處的應(yīng)力狀態(tài) ，土壓力可分為以下三種： 199 ：當(dāng)擋土墻 向 離開土體方向 偏移至土體達(dá)到 極 限平衡狀態(tài)時(shí) ，作用在墻上的土壓力，一般用 Ea表示。 ：當(dāng)擋土墻 向土體方向 偏移至土體達(dá)到 極限平衡狀態(tài)時(shí) ，作用在擋土墻上的土壓力，用 Ep表示。 ：當(dāng)擋土墻靜止不動(dòng)，土體處于 彈性平衡狀態(tài)時(shí) ，土對(duì)墻的壓力，用E0表示。 200 Ea 主動(dòng)土壓力 201 Ep 被動(dòng)土壓力 202 E0 靜止土壓力 203 試驗(yàn)研究表明：在相同條件 下，靜止土壓力大于主動(dòng)土壓力 而小于被動(dòng)土壓力，即有 EaE0Ep 在相同條件下，產(chǎn)生被動(dòng)土壓力時(shí)所需的位移量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于產(chǎn)生主動(dòng)土壓力時(shí)所需的位移量。 204 ※ 靜止土壓力的計(jì)算 在填土表面下任意深度 z處 的靜止土壓力強(qiáng)度可按下式計(jì)算： 020 21 KHE ?? 由上式可知，靜止土壓力沿墻高呈三角形分布。作用在單位墻長(zhǎng)上的靜止土壓力為： zK 00 ?? ?205 E0 H 3H靜止土壓力的分布 206 第 3節(jié) 朗肯土壓力理論 朗肯土壓力理論 是根據(jù) 半空間的應(yīng)力狀態(tài) 和 土的極限平衡條件 而得出的土壓力計(jì)算方法。 研究一表面為水平面的半空間（土體向下和沿水平方向都伸展至無(wú)窮）。當(dāng)整個(gè)土體都處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，各點(diǎn)都處于 彈性平衡狀態(tài) 。 207 豎直截面上的法向應(yīng)力為： zz ?? ?zKx 0?? ? 在離地表為 z深度處取一單 元體，單元體水平截面上的法 向應(yīng)力等于該處土的 自重應(yīng)力 ，即 208 由于為半空間，所以土體內(nèi) 每一豎直面都是 對(duì)稱面 ，因此豎 直截面和水平截面上的剪應(yīng)力都等于零，因而相應(yīng)截面上的法向應(yīng)力 ?z和 ?x都是 主應(yīng)力 ，此時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)可用莫爾圓表示。由于該點(diǎn)處于彈性平衡狀態(tài)，所以莫爾圓位于抗剪強(qiáng)度包線（破壞包線）的下方。 209 ??0 ? z K0? z ??? tgcf ??彈性平衡狀態(tài)時(shí)的莫爾圓 210 如果使整個(gè)土體在水平方 向均勻 伸展 （ ?x減小 ） 或 壓縮 （ ?x增大 ），直到土體由彈性平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)為塑性平衡狀態(tài) 。 上述單元體在水平截面上的法向應(yīng)力 ?z不變，而豎直截面上的法向應(yīng)力 ?x卻逐漸 減小 ，直至滿足極限平衡條件為止（稱為 主動(dòng)朗肯狀態(tài) ）。 211 此時(shí)， ?x達(dá)到最低限值 ?a， ?a是小主應(yīng)力， ?z是大主應(yīng)力， 莫爾圓與抗剪強(qiáng)度包線（破壞包線） 相切 。剪切破壞面與 水平面 的夾角為 。 245???212 ??0 ? z K0? z ?a ??? tgcf ??主動(dòng)朗肯狀態(tài)時(shí)的莫爾圓 213 上述單元體在水平截面上的 法向應(yīng)力 ?z不變而豎直截面上的法向應(yīng)力 ?x卻逐漸 增大 ，直至滿足極限平衡條件為止（稱為 被動(dòng)朗肯狀態(tài) ）。此時(shí)， ?x達(dá)到最高限值 ?p， ?p是大主應(yīng)力， ?z是小主應(yīng)力，莫爾圓與抗剪強(qiáng)度包線（破壞包線） 相切 。剪切破壞面與 豎直面 的夾角為 。 245???214 ??0 ? z K0? z ?p ??? tgcf ??被動(dòng)朗肯狀態(tài)時(shí)的莫爾圓 215 ??0 ? z K0? z ?a ?p ??? tgcf ??三種狀態(tài)時(shí)的莫爾圓 216 朗肯將上述原理應(yīng)用于 擋土墻的土壓力計(jì)算中，設(shè) 想用 墻背直立 的擋土墻代替半空間左邊的土。如果墻背與土的接觸面上滿足 剪應(yīng)力為零 的邊界應(yīng)力條件 以及產(chǎn)生主動(dòng)或被動(dòng)朗肯狀態(tài)的 邊界變形條件 ，由此可推導(dǎo)出主動(dòng)和被動(dòng)土壓力計(jì)算公式。而如果擋土墻靜止不動(dòng)，則墻后土體的應(yīng)力狀態(tài)不變。 217 ※ 朗肯土壓力理論的假設(shè)： ； ； 。 一、主動(dòng)土壓力 由莫爾 庫(kù)倫強(qiáng)度理論知，當(dāng)土體中某