巖土力學(xué)課件：第十一章 土在動(dòng)荷載作用下的特性

1、土在動(dòng)荷載作用下的特性第十一章11.2 土的壓實(shí)性11.3 土的振動(dòng)液化第十一章土在動(dòng)荷載作用下的特性壓實(shí)：指通過(guò)夯打、振動(dòng)、碾壓等，使土體變得密實(shí)、以提高土的強(qiáng)度、減小土的壓縮性和滲透性壓實(shí)性：指土在一定壓實(shí)能量作用下密度增長(zhǎng)的特性研究擊實(shí)性的目的： 以最小的能量消耗獲得最大的壓實(shí)密度 擊實(shí)方法：室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn): 夯打、振動(dòng)、碾壓 11 .2 土的壓實(shí)性（compactibility)不規(guī)則荷載 試驗(yàn)設(shè)備 擊實(shí)筒V=947.4/2103.9cm3；擊實(shí)錘m=2.5/4.5kg 試驗(yàn)條件 土樣分層n=3層；落高d=305/457mm；擊數(shù)N=25/層 擊實(shí)能量 試驗(yàn)方法 對(duì)=cosnst

2、的土；分三層壓實(shí)； 測(cè)定擊實(shí)后的、，計(jì)算d 注意：細(xì)粒土用小尺寸擊實(shí)儀；對(duì)粗粒土用較大尺寸的擊實(shí)儀。土 11 .2 土的壓實(shí)性（compactibility)1.擊實(shí)曲線 特點(diǎn)：具有峰值位于飽和曲線之下 粘性土滲透系數(shù)很小，壓實(shí)過(guò)程中含水量幾乎不變，要想擊實(shí)到飽和狀態(tài)是不可能的。0 4 8 12 16 20 24 28含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)飽和曲線dmax=1.86wop=12.1最大干密度最優(yōu)含水量 11 .2 土的壓實(shí)性2. 理論分析 壓實(shí)機(jī)理：顆粒被擊碎，土粒定向排列;粒團(tuán)破碎，粒間聯(lián)結(jié)力被破壞而發(fā)生孔隙體積減小;空氣被擠出或被壓縮等水膜潤(rùn)滑作用效果

3、最佳; 尚沒(méi)有形成封閉氣泡，氣體易于排出;顆粒表面水膜很薄，相對(duì)移動(dòng)困難 水膜潤(rùn)滑作用不明顯;封閉氣泡難以排出;增加水的相對(duì)含量 op, d dmax op , d op , d9598% 級(jí)土石壩 c9295% 11 .2 土的壓實(shí)性 表11-1、11-2、11-3給出有關(guān)規(guī)范規(guī)定的路床、路堤和地基壓實(shí)度要求。不存在最優(yōu)含水量； 在完全風(fēng)干和飽和兩種狀態(tài) 下易于擊實(shí)；潮濕狀態(tài)下d明顯降低。 1)擊實(shí)曲線特點(diǎn)20%粗砂 =45%中砂 =7%； 時(shí)，干密度最小 2) 理論分析 對(duì)粗粒土，擊實(shí)過(guò)程中可以自由排水，不存在細(xì)粒土中出現(xiàn)的現(xiàn)象。 在潮濕狀態(tài)下，存在著假凝聚力，加大了阻力。3) 壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

4、常用相對(duì)密度控制 Dr0.70.75 施工過(guò)程中要么風(fēng)干，要么就充分灑水，使土料飽和 5. 無(wú)粘性土的壓實(shí)特點(diǎn) 11 .2 土的壓實(shí)性3311靜力固結(jié) 動(dòng)載試驗(yàn) 典型試驗(yàn)結(jié)果dN動(dòng)應(yīng)變 Kc1dN動(dòng)應(yīng)變Kc=1uN孔壓dN動(dòng)荷載3311固結(jié)比Kc=1/3一、動(dòng)三軸試驗(yàn) 11 .3 土的振動(dòng)液化二、液化現(xiàn)象 10 .3 Liquefaction of Soil時(shí)間 T孔壓u飽和松砂在振動(dòng)情況下孔壓急劇升高在瞬間砂土呈液態(tài)振動(dòng)臺(tái)松砂三、液化機(jī)理（1）初始處于疏松狀態(tài)（3）振后處于密實(shí)狀態(tài)（2）振動(dòng)過(guò)程中處于懸浮狀態(tài) - 孔壓升高（液化）液化定義：在飽和砂土、粉土中，由于振動(dòng)引起顆粒的懸浮，超靜孔隙

5、水壓力急劇升高，直到其孔隙水壓力等于總應(yīng)力時(shí)，有效應(yīng)力為零，砂土的強(qiáng)度喪失，砂土呈液體流動(dòng)狀態(tài)，稱為液化現(xiàn)象。 11 .3 土的振動(dòng)液化四、影響因素1、土性飽和度 100%, 飽和組成 無(wú)粘性土 粉細(xì)砂： d50 =0.07mm- 1.0mm 礫類土： 粒徑大于5mm60% 粉 土： Ip=（3-10）Il=0.75-1.0狀態(tài)： 相對(duì)密度Dr50%結(jié)構(gòu): 松散結(jié)構(gòu) 11 .3 土的振動(dòng)液化四、影響因素2、初始密實(shí)度3、初始固結(jié)壓力 3提高，液化需要的荷載或次數(shù)加大4、其他 排水條件、應(yīng)力狀態(tài)及歷史、地震特性. 11 .3 土的振動(dòng)液化五、判別與防治1、判別初判：教科書(shū)290-291頁(yè)二次判別 ：教科書(shū)292-294頁(yè)液化等級(jí)劃分： 按照液化指數(shù)劃分，表11-10 液化指