高等土力学要点
高等土力学复习资料!!!
1、塑限:粘性土呈塑态与半固态的分界含水率称为塑限Wp。
2、有效应力:土体内单位面积上固体颗粒承受的平均法向力,σ‘=σ-u,有效应力数值上等于总应力σ减去孔隙水压力u。
3、渗透系数:渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标,是一个待定的比例系数,其物理意义为单位水力坡降(即i=1)时的渗透速度。
4、附加应力:是指荷载在地基内引起的应力增量。
是使地基失去稳定产生变形的主要原因。
通常采用布辛涅斯克理论公式计算。
或从建筑物建造后的基底压力中扣除基底标高处原有土的自重应力后,才是基底平面处新增加于地基表面的压力,即基底附加应力。
5、分层总和法:是指将地基沉降计算深度内的土层按土质和应力变化情况划分为若干分层,分别计算各分层的压缩量,然后求其总和得出地基最终沉降量。
这是计算地基最终沉降量的基本且常用的方法。
6、土的抗剪强度:土抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限强度,包括内摩擦力和内摩擦角(粘性土还包括其粘聚力C)。
抗剪强度可通过剪切试验测定。
7、粘聚力:粘聚力又叫内聚力,是在同种物质内部相邻各部分之间的相互吸引力,这种相互吸引力是同种物质分子之间存在分子力的表现。
8、含水量:含水物质中所含水分量占该物质总重量的百分比(重量含水量)或所含水分的体积占该物质总体积的百分比(容积含水量)。
1、土的三相比例指标中,土的密度和土的重度、土粒比重和土的含水率三个指标是通过试验测定的,测定这三个基本指标后,可以推导其余各个指标。
2、土的级配是否良好,常用_不均匀系数Cu_和曲率系数Cc两个指标综合确定。
3、前期固结压力大于现有覆盖土重的土称为_超固结土__土。
4、地基的总变形量由_瞬时沉降变形_______、固结变形和次固结变形这三部分组成。
5、有效应力原理公式表达式为__σ=σ’+u_。
6对挡土墙稳定性进行验算是指抗滑稳定验算验算和抗倾覆验算及地基土的承载力验1、土中的水中(C.重力水)能够传递静水压力。
2、表征土软硬状态的指标是(D.液性指数 )3、土体具有压缩性的主要原因是(B.主要是由孔隙的减少引起的)4、地下水位下降会引起(D.土中有效应力增加 )5、在软土地基上填筑路堤,最主要的问题是(A.稳定问题 )。
高等土力学复习01
高等土力学复习一、概念1.屈服准则、屈服面(1)屈服准则:A.受力物体内质点处于单向应力状态时,只要单向应力大到材料的屈服点时,则该质点开始由弹性状态进入塑性状态,即处于屈服。
B.受力物体内质点处于多向应力状态时,必须同时考虑所有的应力分量。
在一定的变形条件(变形温度、变形速度等)下,只有当各应力分量之间符合一定关系时,质点才开始进入塑性状态,这种关系称为屈服准则,也称塑性条件。
它是描述受力物体中不同应力状态下的质点进入塑 性状态并使塑性变形继续进行所必须遵守的力学条件,这种力学条件一般可表示为()ijf C σ=,又称为屈服函数,式中 C 是与材料性质有关而与应力状态无关的常数,可通过试验求得。
屈服准则是求解塑性成形问题必要的补充方程。
(2)屈服面:在应力空间或应变空间中,每一个点都代表一个应力状态或一个应变状态。
应力或应变状态的变化,可以在相应空间中绘出一条相应的曲线,这样的曲线称为应力路径或应变路径。
根据不同路径所进行的实验,可以确定从弹性阶段进入塑性阶段的界限,即确定 屈服点,这些屈服点连结起来后形成一个曲面,这样的曲面称为屈服面。
屈服面的数学 表达式称为屈服函数。
2.流动法则MISES 提出的塑性势理论认为,经过应力空间()123,,σσσ任何一点,必有一塑性位势等势性存在,它可以表示为:(),H 0ij g σ=,而塑性应变增量,其变形方向与塑性位势正交,即()'/'p ij d d g ελσ=∂∂。
这个法则与理想流体的流动问题类似,因而称为流动法则(由于是一个梯度的表示,也称为正交法则)。
用于确定非线性阶段材料的塑性增量的大小、方向、与应力关系的问题。
3.硬化规律当材料达到屈服后,屈服的标准要改变,即k 要变化。
k 的变化情况即硬化规律。
k 的3种变化规律:①屈服后k 增加,材料硬化;②k 减小,材料软化;③k 不变,理想塑性变形。
4.破坏准则、破坏面土体达到破坏后,变形会不断发展,与破坏前是截然不同的。
高等土力学笔记
第一章绪论一、土力学的研究对象土土体土:天然的地质材料。
岩石:经过风化、搬运/迁移、沉积变成了土。
土是第四纪沉积物,由岩石碎块、矿物颗粒、粘土矿物组成的松散集合体。
土的基本性质:非均质,不连续,各相异性,抗拉强度低,(tension weak)松散性,孔隙性,多相性,在渗流压力下的破碎性,力学压缩性,渗透性。
土力学的研究内容:1、土的工程特性。
2、土工建筑物的变形固结和稳定性。
学科特点:综合性强、经验性强、地区性强(区域土、特殊土)。
土质学是从地质学的角度出发研究土的组成成分、成因、变形机理、强度及其相互关系,并以求能进一步改善土质。
土力学是从工程力学的角度,通过实验来建立物理方程和分析工程特性,即,由控制方程得到土体的应力分布、变形及稳定性。
土力学发展简史沈珠江先生指出现代土力学应该由一个模型、三个理论和四个分支组成,一个模型是指土的本构模型;三个理论是指非饱和土固结理论、液化破坏理论和逐渐破坏理论;四个分支是指理论土力学、计算土力学、试验土力学和应用土力学。
液化破坏理论:动态液化、静态液化、稳定状态稳态强度。
二、土的变形与强度特性1、一般连续介质材料的变形特征(1)、弹性线性弹性、非线性弹性,所谓弹性就是说卸载后没有残余变形,加卸载都是同一路径即沿原曲线回到原点。
弹性的特点:①、加卸载同径,无残余变形 ②、应力应变一一对应③、线弹性时叠加原理成立 ④、与应力路径及应力历史无关σ=E ε;τ=G τ;γ=E/2(1+μ)。
σij p (平面应力) εV (体积应变) εijq (广义剪应力)γ(剪切应变)由上图知:对于弹性材料,剪应力与体积应变无关,而正应力与剪切应变也无关;即平面应力p 于广义剪应变γ无关,广义剪应力q 与体积应变εV 无关。
三向应力状态下的广义胡克定律为:εX = [σX — γ ( σY +σZ )]/E γxy = τXY /G 体积变形模量(Bulk Modulus ):m v vpK σεε==, 3m v m K K σεε==。
北京交大高等土力学复习要点
北京交⼤⾼等⼟⼒学复习要点临界状态⼟⼒学1,等效固结应⼒]/)exp[('λv n p e -=,正常固结线上对应于某⼀孔隙⽐e 的平均有效应⼒。
2,理想⼟,⼀种重塑⼟,是结构性完全丧失的天然⼟。
3,临界状态,外荷载作⽤下,其变形发展过程中,⽆论初始状态和应⼒路径如何,都在某⼀特定点结束,如果这⼀点存在的话,则该点处于临界状态。
临街状态也可定义为:⼟体在剪切试验⼤变形阶段,它趋向于最后的临界条件,即体积和总应⼒不变,⽽剪应变还在不断持续发展和流动的状态。
4,正常固结⼟,历史上没有出现过卸载的⼟。
(超固结⽐为1的⼟)5,膨胀曲线,如果沿着正常固结线固结的⼟出现卸载,则卸载段的曲线为膨胀曲线。
6,四个重要公式 a ,临界状态线 p q f f M ''= p f f 'ln v λ-Γ=b ,正常固结线 V=N-λln P 'c ,回弹线 V=v k -kln P '(弹性墙内的体积)7, Roscoe ⾯,三轴仪内受轴向压缩荷载的所有正常各向等固结试样都遵循同⼀个⾯,这个⾯即为Roscoe ⾯,同时Roscoe ⾯还是可能与不可能路径的状态边界⾯。
8, Roscoe ⾯的⼀切等V 截⾯形状相同,仅尺⼨不⼀。
9,在p:q 平⾯上排⽔路径⼀定是⼀条斜率为3的直线。
10,超固结⼟,超固结⽐⼤于1的⼟。
(超固结⽐:⼟的先期固结压⼒(Pc)与现有⼟层⾃重压⼒(Po)之⽐)11,破坏状态,偏应⼒达到最⼤值的状态。
12,极限状态,应⼒、体积虽不变化但仍能出现⼤剪应变的状态。
13, Hvorslev ⾯,针对超固结⼟的状态边界⾯。
超固结⼟⽆论排⽔还是不排⽔路径都将达到Hvorslev ⾯,然后沿着Hvorslev ⾯到达临界状态线。
14,⼟样在破坏时,⽆论是排⽔还是不排⽔路径,破坏后都以某种速率朝临界状态线移动,移动的速率与试样与临界状态线的距离有关。
15,超固结⼟剪切膨胀,产⽣负孔隙⽔压,正常固结⼟剪切压缩,产⽣正孔隙⽔压。
高等土力学部分知识总结
第七章 土的固结理论1.固结:所谓固结,就是在荷载作用下,土体孔隙中水体逐渐排除,土体收缩的过程。
更确切地说,固结就是土体超静孔隙水应力逐渐消散,有效应力逐渐增加,土体压缩的过程。
(超静孔压逐渐转化为有效应力的过程)2.流变:所谓流变,就是在土体骨架应力不变的情况下,土体随时间发生变形的过程。
次固结:孔隙压力完全消散后,有效应力随时间不再增加的情况下,随时间发展的压缩。
3.一维固结理论假定:一维(土层只有竖向压缩变形,没有侧向膨胀,渗流也只有竖向); 饱和土,水土二相; 土体均匀,土颗粒和水的压缩忽略不计,压缩系数为常数,仅考虑土体孔隙的压缩; 孔隙水渗透流动符合达西定律,并且渗透系数K 为常数; 外荷载为均布连续荷载,并且一次施加。
固结微分方程:ðu ðt=C vð2u ð2zu 为孔隙水压力,t 时间,z 深度C v =K m v γω=K(1+e)a γω渗透系数越大,固结系数越大,固结越快;压缩系数越大,土体越难压缩,固结系数就小。
C v 土的固结系数,与土的渗透系数K 成正比和压缩系数m v 成反比。
初始条件:t=0,u =u 0(z); 边界条件:透水面 u=0不透水面ðu ðz=04.固结度:为了定量地说明固结的程度或孔压消散的程度,提出了固结度的概念。
任意时刻任意深度的固结度定义为当前有效应力和总应力之比U=σ′σ=σ−u σ=1−uσ平均固结度:当前土层深度内平均的有效应力和平均的总应力之比。
U =1−∫udz H0∫σdzH 0固结度U 是时间因数Tv 的单值函数。
5.太沙基三维固结理论根据土体的连续性,从单元体中流出的水量应该等于土体的压缩量ðεv ðt =ðq xðx+ðq yðy+ðq zðz由达西定律:q i=−K iγw ðuði若土的各个方向的渗透系数相同,取K i=K将达西定律公式代入连续方程:ðεv ðt =−Kγw(ð2uð2x+ð2uð2y+ð2uð2z)=−Kγw∇2uεv=εx+εy+εz=1−2vE(σ1′+σ2′+σ3′)=1−2vE(σ1+σ2+σ3−3u)太沙基三维固结理论假设三向总应力和不随时间变化即:d(σ1+σ2+σ3)dt=0ðεv ðt =−3(1−2v)Eðuðt=−Kγw∇2u即3(1−2v)Eðuðt=Kγw∇2uðu ðt =E3(1−2v)Kγw∇2u=C v3∇2u C v3=E3(1−2v)Kγw6.轴对称问题固结方程砂井排水引起的土中固结,在一个单井范围内可以看成轴对称的三维问题,包含竖向和径向两个方向水的流动。
高等土力学 pdf
高等土力学
高等土力学是一门深入研究和探讨土力学相关理论的学科,主要包括以下几个方面的内容:
1.土的基本性质:包括土的组成、土的分类和土的物理性质等。
这一部分内容主要涉及土的颗粒级配、孔隙性、含水性、密度、温度和湿度等特性,以及这些性质对土的力学行为的影响。
2.土的力学性质:主要研究土在力作用下的应力-应变关系、强度和稳定性等。
包括土的应力-应变理论、土的强度理论、土的稳定性分析等。
3.土与结构物的相互作用:主要研究土与建筑物、道路和管道等结构物的相互作用,包括土压力、地基承载力和沉降等。
这一部分内容主要关注如何保证结构物的安全和正常使用,同时减少对周围土体的影响。
4.土的渗流:主要研究土中水流的运动规律和影响因素,包括渗透规律、渗透系数、渗透力等。
这一部分内容主要关注如何控制和利用土中的水流,例如在水利工程中的水库建设和运营中。
5.土的动力性质:主要研究土在动力荷载下的力学行为,包括地震、车辆荷载等对土的影响。
这一部分内容主要关注如何评估和预测土在动力荷载下的响应和稳定性。
6.土工试验与数值模拟:主要研究土工试验的原理和方法,以及数值模拟技术在土力学中的应用。
这一部分内容主要涉及对土的性质和行为的实验测定,以及对复杂工程问题的数值模拟和分析。
以上是高等土力学的主要内容,通过学习高等土力学,可以深入了解土的力学行为和工程应用,为解决实际工程问题提供理论依据和技术支持。
高等土力学期末总结
土的强度理论
各强度理论的特点 参数 计算 优缺点 适用情况
第四章 土中水与土的 渗透及其计算
1. 渗透规律-达西定律 2. 有关渗流的工程问题 3. 渗透计算
渗透及达西定律
几种渗流势:重力、压力、基质势 渗透系数及其影响因素 渗流的基本方程,流网及其应用
有关渗流的工程问题
第二章 土的本构关系
应力、应变及其不变量的表示及换算 弹性模型-非线弹性模型-DuncanChang模型 弹塑性模型—基本理论基础-剑桥模型
土的应力变形特性
非线性 剪胀性 压密性 应变硬化与软化 弹塑性 平面应变状态的应力特点
弹性模型
非线性(增量)弹性- Duncan-Chang模型 模型特点 应力应变关系特点 参数确定的试验条件、参数的物理意义 模型的使用 模型参数的大体范围 非线性的计算基本方法
内因:组成、状态与结构。 状态:孔隙比e与土的强度: 粘性土的真强度理论、砂土的临界孔隙 比。 外因:应力水平( 3)、中主应力、应 力历史、应力速率、应力方向。
排水与不排水、饱和与不饱和土强度
砂土的流滑现象:松砂、密砂的固结不排 水试验; 砂土的动强度; 粘土的三轴试验强度指标:试验及其应用; 非饱和土强度机理与理论:吸力与水土特 征曲线。
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第三章 土的强度
土的强度机理与影响因素 排水与不排水、饱和与不饱和土强度 土的强度理论
土的强度机理
土的强度-抗剪强度: 粘聚强度与摩擦强度: 粘聚力:机理,粘性土的微观结构; 假粘聚力:吸力、冰冻、机械咬和; 内摩擦角:表面摩擦与咬和-剪胀、破 碎与颗粒的重排列。
高等土力学复习要点——土的性质
高等土力学复习要点——土的性质高等土力学是土力学的进一步深化和发展,主要研究土的性质和力学特性。
土的性质是指土的组成、结构、化学性质等方面的性质,对于研究土的力学行为和工程应用具有重要意义。
以下是高等土力学复习要点之一:土的性质。
1.组成和结构:土是由颗粒状固体颗粒和间隙水等组成的多相体系。
颗粒可以分为黏土颗粒、粉砂颗粒和砂粒等,颗粒的形状、大小和组成对土的性质和力学特性有重要影响。
土的结构可以分为砂土结构、黏土结构和松散土结构等,不同结构有不同的力学特性。
2.含水量和干密度:土的含水量是指土中所含水分的质量与干土质量的比值。
土的干密度是指土的干湿状态下单位体积的质量。
含水量和干密度是土的基本物理性质,对土的抗剪强度、固结性质和渗透性等有影响。
3.粒度分布:土的粒度分布是指不同颗粒大小的土颗粒在土体中的分布情况。
粒度分布对土的工程性质和渗透性等有很大影响,常用粒度分布曲线来描述土的粒度分布特征。
4.粘聚力和内摩擦角:粘聚力是指土颗粒之间的黏结力,其大小取决于土颗粒的粒度、形状和颗粒间的水膜等因素。
内摩擦角是指土体在应力作用下发生剪切破坏时粒间摩擦力与正应力之间的关系。
粘聚力和内摩擦角是土的基本力学性质,对土的稳定性、承载力和变形特性有重要影响。
5.渗透性:土的渗透性是指水分在土中传导的能力,是土体的物理性质之一、渗透性与土的孔隙结构、颗粒大小和排水路径等因素有关,影响土的排水性能和固结性质。
6.压缩性和固结性:土的压缩性是指土在受到外界荷载作用下发生体积变形的能力。
土的固结性是指土颗粒之间的排列变得更加紧密,导致土的体积减小。
土的压缩性和固结性对于工程填土的沉降和变形控制具有重要意义。
7.剪切特性和强度特性:土的剪切特性是指土体在受到剪切应力作用下的变形和破坏特性。
土的强度特性是指土体抵抗外界应力作用下发生破坏的能力。
剪切特性和强度特性是土体力学性质的重要表征,对于土的稳定性和承载力有重要影响。
高等土力学
高等土力学高等土力学土力学是固体力学的一个重要分支学科,研究土体受力、变形、稳定和断裂等问题,对于土木、水利、矿业、建筑、冶金、交通、能源等领域具有非常重要的应用价值。
高等土力学是土力学的进一步深化和拓展,旨在揭示土体行为的基本机理与规律,并将其应用于土工工程的设计与施工中。
一、土体的物理力学特性土体是一种非常复杂的多相材料,具有以下几个特征:1、多孔性:土体内部的空隙很多,其中包含了空气和水,土体中包括空气、水和固体三种相,因此土体的性质具有一定的变异性。
2、均质性:土体是由许多微观细小的粒子组成的,粒子之间没有明显的结构和规律,因此具有均质性。
3、存在粒度分布和排列:土体中各种粒度的颗粒分布不均匀,且排列方式不同,因此土体的物理性质会受到粒度分布和排列方式的影响。
4、可塑性强:由于土体微观结构的特殊性质,使得土体在受到外部作用力时,可以发生形变而不破裂,因此土体具有一定的可塑性。
基于以上这些特点,我们可以进行土体的物理力学性质的研究,其中包括土体的物理化学性质、力学性质、流动性质、耦合性质等。
二、土体的力学特性1、应力-应变关系应力-应变关系是研究土体力学特性最基本的一个问题。
土体受到外部作用力后,会发生应变状态,这种应变状态可以被分为弹性应变和塑性应变。
其中弹性应变是一种恢复性变形,随着外力的消失,它会消失。
而塑性应变是一种永久性变形,即在改变外部应力状态的情况下,它不会消失。
需要注意的是,土体的应力-应变关系是非线性的,存在极限的应力和应变,当超过了这个范围后,土体会发生破坏。
2、孔隙水压和渗透性由于土体是多孔介质,其中包含了孔隙水和固体颗粒,因此导致土体独特的水文力学性质。
土体内部的孔隙水会受到地下水的压力影响,产生水压。
当土体的孔隙水压升高时,它会改变土体的应力状态和应变状态。
另一方面,由于水分子的特殊性质,使得土体的渗透性是与孔径大小、孔隙分布和分布方式等因素相关的。
这些因素将影响土体内部的流体介质的运动。
高等土力学-复习大纲-Word-..
高等土力学考纲一、土质学 (1)知识点: (1)题目: (3)二、土的强度 (5)知识点: (5)题目: (8)三、本构理论 (9)知识点: (9)题目: (10)四、固结与流变 (12)知识点: (12)题目: (13)五、边坡稳定 (14)知识点: (14)题目: (15)一、土质学知识点:土的来源:土是母岩经过风化作用、搬运作用、沉积作用形成的松散堆积物质。
因此,土是由岩石风化而来的。
沉积岩是土经过成岩作用形成的岩石,因此,土和岩石实际上是互为物质来源,在地质历史时期是相互转化的。
举例:花岗岩风化作用,风力侵蚀(海蚀风、风蚀城堡、风蚀柱、风蚀蘑菇、风蚀洼地、戈壁滩),流水侵蚀(V形谷、沟谷、峡谷、瀑布),冰川侵蚀,海浪侵蚀。
成土作用:冰川堆积,风沙堆积,风力堆积(带有大量沙粒的气流,如果遇到灌丛或石块,风沙受阻堆积下来,就形成沙丘。
需利用植被阻滞),流水沉积。
土中矿物:原生矿物,次生矿物,水溶盐,有机质,次生氧化物和难容盐。
土的分类:按土堆积的地点与母岩关系分为残积土(母岩风化后未经搬运而与母岩处于同一地点的土叫残积土)、坡积土(母岩风化后经过重力短距离搬运的土)、运积土(岩石风化后经过搬运作用而存在于与母岩有一定距离的土),运积土按搬运力不同分为洪积土、冰渍土、冲积土、风积土;按土的沉积环境分残积土、动水沉积土(坡积土,洪积土,冲积土)、静水沉积土(湖相沉积土,海相沉积土)、风积土、冰渍土。
土的三相:指土矿物颗粒组成的固相,土孔隙中的水组成的液相和土孔隙中的气体组成的气相。
(三相之间的相互作用和三相比例的变化及各相的物质组成变化是土的性质变化的内因)土壤中的晶体粘土矿物是母岩在经受化学风化而成土过程中形成的层状硅酸盐晶体矿物粘土矿物具有可塑性、粘结性、膨胀性、阳离子交换与吸附特性等特殊性质,是土壤中最活跃的成分之一,因此成为土质学的主要研究对象(粘土矿物内部电荷经常处于不平衡状态,因此表面可吸附阳离子和水分子,在水中能分散成胶体悬浮状态)。
高等土力学要点
⾼等⼟⼒学要点1.⼟⼒学的研究内容?⾼等⼟⼒学与⼟⼒学相⽐,研究内容有哪些不同?答:(1)⼟⼒学是研究⼟的物理化学和伦理学性质及其⼯程应⽤的学科。
⼟⼒学的主要研究内容必须包括以下⼏个⽅⾯:①⼟的成因、结构、物质组成与相互作⽤;②⼟体的应⼒变形规律;③⼟体的强度及其稳定性分析;④⽔在⼟中的运动及对⼟应⼒变形和强度、稳定的影响;⑤采⽤各种可能的测试⽅法和⼿段研究⼟的物理⼒学性质;⑥应⽤⼟⼒学的基本原理研究新⽅法、新⼯艺、新材料并解决实际⼯程问题。
(2)⾼等⼟⼒学是相对初等⼟⼒学⽽⾔的,是建⽴在已有⼟⼒学理论与应⽤成果基础之上的课程,强调的是全⾯和深化对⼟性质的理论研究和应⽤研究;⾼等⼟⼒学研究的⼴度和深度较初等⼟⼒学来说要⼤得多;⾼等⼟⼒学将更全⾯的以更宽⼴的视⾓、更深层次、应⽤多学科交叉的理论和⽅法对⼟的性质进⾏研究,解决更复杂的⼯程问题,因⽽从某种意义上讲也是发展中的⼟⼒学。
2.⾼等⼟⼒学理论研究与发展三步曲?⾼等⼟⼒学研究四环节?⼟⼒学研究四分⽀?答:(1)三步曲:试验研究或⼯程调研,理论上的假设、归纳和抽象,模型验证和⼯程模拟,三者相互依存相互促进。
(2)四环节:理论研究、试验研究、计算⽅法、⼯程应⽤研究。
(3)四分⽀:理论⼟⼒学、实验⼟⼒学、计算⼟⼒学、应⽤⼟⼒学。
第2章⼟的⽣成与基本性质1. 按沉积条件,沉积⼟分为哪些类型?如何⽤符号表⽰(Q al ,Q pl , Q l , Q dl,Q m,Q gl等等)?沉积环境和⼟的⼯程性质有哪些典型特性?常常有不规则交错层理构造的⼟?答:(1)按沉积条件,沉积⼟分为:坡积⼟、洪积⼟、⼭区河⾕冲积⼟、平原河⾕冲积⼟、湖相沉积⼟、三⾓洲沉积⼟、海相沉积⼟等。
(2)Q al:冲积⼟Q pl:洪积⼟Q l:湖积⼟Q dl:坡积⼟Q m:海相⼟Q gl:冰川沉积⼟(3)残积⼟⼟体颗粒未被磨圆和分选,没有层理构造,⼟体孔隙较⼤,均质性也较差;黄⼟组成以粉粒为主,具有⾁眼可见的⼤孔隙,结构强度较⾼,压缩性较⼩;冲积⼟⼟粒磨圆磨细,具层理构造;坡积⼟搬运作⽤很短,⼟质不均匀,厚度变化⼤,尤其新近堆积的坡积⼟,⼟质疏松,压缩性⾼;洪积⼟⼟质不均匀,常常有不规则交错层理构造。
高等土力学知识点
一、影响土的强度因素影响土强度的因素很多,土的抗剪强度及其影响因素的关系可以定性地用以下公式表示τf=f(e,ψ,C,σ’,c,H,T,ε,ε’,S)其中e为土的孔隙比,C为土的组成,H为应力历史,T为温度,ε和ε’分别为应变和应变率,S为土的结构,c和ψ分别为粘聚力和内摩擦角。
可分为两大类:内部因素(物理性质),外部因素(外界条件主要是应力应变条件)。
1、内部因素(1)影响土强度的一般物理性质:①颗粒矿物成分的影响。
不同矿物之间的滑动摩擦角是不同的②粗粒土颗粒的几何性质,当孔隙比相同及级配相似时,一方面大尺寸颗粒具有较强的咬合能力,可能增加土的剪胀,从而提高强度;另一方面,在单位体积中大尺寸颗粒间接触点少,接触点上应力加大,颗粒更容易破裂,从而减少剪胀,降低土的强度。
③土的组成的其他因素。
粗粒土的级配对于抗剪强度有较大影响,级配较好的砂,咬合作用也比较强,另一方面,单位体积中颗粒接触点多,接触应力小,颗粒破碎少,剪胀量加大,所以抗剪强度高④土的状态。
砂土的孔隙比和相对密度可能是影响其强度的最重要因素。
孔隙比小或者相对密度大的砂土有较高的抗剪强度。
孔隙比对黏土的影响通常变现为其应力历史的影响。
⑤土的结构。
土的结构对土的抗剪强度有很大影响,有时对于某些粘性土如区域土或特殊土,可以说是控制因素。
原状土的结构性使其强度高于重塑土或扰动土。
⑥剪切带的存在对土强度的影响。
剪切带处局部孔隙比很大,并且有很强烈的颗粒定向作用。
剪切带的生成会使土的强度降低。
(2)孔隙比与砂土抗剪强度的关系------临界孔隙比随着孔隙比减小,砂土的ψ将明显提高。
松砂与密砂在试验中的应力应变关系也有很大区别,松砂的应力应变曲线是应变硬化的,剪缩,孔隙比减小;密砂的应力应变曲线是应变软化的,剪胀,e增加。
两个式样加载到最后,其e接近相同,都达到临界孔隙比еcr,еcr是指在三轴试验加载过程中,轴向应力差几乎不变,轴向应变连续增加,最终式样体积几乎不变时的e。
高等土力学考试整理-3
一、 名词解释1、固结:根据有效应力原理,在外荷载不变的条件下,随着土中超静孔隙水压力的消散,有效应力将增加,土体将被不断压缩,直至达到稳定,这一过程称为~。
单向固结:土体单向受压,孔隙水单向渗流的条件下发生的固结。
2、 固结度:在某一荷载作用下,经过时间t 后土体固结过程完成的程度。
3、 平均固结度:在某一荷载作用下,经过时间t 后所产生的固结变形量与该土层固结完成时最终固结变形量之比称为~。
4、固结系数:反映土的固结特性,孔压消散的快慢,与渗透系数k 成正比,与压缩系数a 成反比,(1)v v wk e C a γ+=⋅5、 加工硬化(应变硬化):正常固结粘土和松砂的应力随应变增加而增加,但增加速率越来越慢,最后趋于稳定。
6、 加工硬化定律(理论):计算一个给定的应力增量引起的塑性应变大小的准则。
7、 加工软化(应变软化):在密砂和超固结土的试验曲线中,应力一般是开始时随应变增加而增加,达到一个峰值后,应力随应变增大而减小,最后趋于稳定。
8、 压硬性:土的变形模量随围压增加而提高的现象。
9、剪胀性:由剪应力引起的体积变化,实质上是由于剪应力引起的土颗粒间相互位置的变化,使其排列发生变化,加大颗粒间的孔隙,从而体积发生了变化。
10、 屈服准则:可以用来弹塑性材料被施加应力增量后是加载还是卸载或是中性变载,即是否发生变形的准则。
屈服准则用几何方法来表示即为屈服面(轨迹)。
11、 流动准则:在塑性理论中,用于确定塑性应变增量的方向或塑性应变增量张量的各个分量间的比例关系的准则,也叫做正交定律。
塑性势面g 与屈服面f 重合(g=f ),称为相适应的~;如果g f ≠,即为不相适应流动规则。
12、 物态边界面:正常固结粘土'p ,'q 和v 三个变量间存在着唯一性关系,所以在 ''p q v --三维空间上形成一个曲面称为~,它是以等压固结线NCL 和临界状态线CSL 为边界的。
高等土力学复习要点——土的性质
土的性质一.土的定义、土按成因分类、土的工程分类土——土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,在原地残留或经过不同的搬运方式,在各种自然环境中形成的堆积物。
属第四纪沉积物。
根据地质成因类型划分,可将第四纪沉积物的土体分为:残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、风积土及冰积土等。
土的工程分类:工程上是用某种最能反映土的工程特性的指标来进行系统的分类。
影响土的工程性质的三个主要因素是土的三相组成、土的物理状态和土的结构。
GB5007一2002 《建筑地基基础设计规范》将地基土分成六大类,即岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。
二.岩石按成因分类、按风化程度分类岩石按成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。
岩石按风化程度划分为微风化、中等风化和强风化三类。
三.土的颗粒级配:1.颗粒分析试验:分为筛分法和水分法二种。
筛分法适用于粒径大于0.074mm粒组的土。
水分法适用于分析粒径小于0.074mm的土。
2.颗粒级配曲线:综合上述筛分试验和比重计试验的全部结果,可以绘制如图所示的颗粒级配累积曲线。
3.颗粒级配曲线的应用:由土的颗粒级配曲线的坡度可以大致判断土的均匀程度。
如曲线较陡,则表示粒径大小相差不多,土粒较均匀,则级配不好;反之,如曲线平缓,则表示粒径大小相差悬殊,土粒不均匀,级配良好。
四.地下水1.地下水按埋藏条件可分为:毛细水,潜水,承压水地下水在土中的渗透属于层流现象,遵循达西渗透定律。
2.渗透性:地下水通过土颗粒之间的孔隙流动,土体可被水透过的性质。
3.达西渗透定律:水在砂土中的渗流速度与试样两端间的水头差成正比,而与渗流路径成反比。
其中i——水力梯度;k——渗透系数,即当i=1时的渗透速度,m/s;h1、h2——试样两端的水头;L——试样的长度,即渗流路径。
4.渗透系数k:单位水力坡降时的渗透速度。
K值的大小与土的名称、土粒粗细、粒径级配、孔隙比及水的温度等因素有关。
高等土力学主要知识点整理(李广信版)
第二章 土的本构关系(一)概述材料的本构关系是反映其力学性能的数学表达式,一般为应力-应变时间-强度的关系,也称本构定律、本构方程。
土的强度是土受力变形的一个阶段,即微小应力增量小,发生无限大(或不可控制)应变增量,实际是本构关系一个组成部分,是土受力变形的最后阶段。
第一应力不变量kk z y x I σσσσ=++=1第二应力不变量kk yz xz xy z y z x y x I στττσσσσσσ=---++=2222第三应力不变量22232xyz xz y yz x yz xz xy z y x I τστστστττσσσ---+= 坐标系选择使剪应力为零 3211σσσ++=I ,3231212σσσσσσ++=I 3213σσσ=I 球应力张量)(31)(3131321332211σσσσσσσσ++=++==kk m 偏应力张量ii kk ij ij s δσσ31-=,其中⎩⎨⎧=≠=j i j i ii 10δ,克罗内克解第一偏应力不变量01≡=kk s J 第二偏应力不变量()()()[]23123222126121σσσσσσ-+-+-==ji ij s s J 第二偏应力不变量()()()213312321322227131σσσσσσσσσ------==ki jk ij s s s J 1.土的应力应变特性:非线性(应变/加工硬化、应变/加工软化)、剪胀性、弹塑性、各向异性、结构性、流变性(蠕变、应力松弛)。
加工硬化:应力随应变增加而增加,但增加速率越来越慢,最后趋于稳定(正常固结黏土、松砂)加工软化:应力一开始随应变增加而增加,超过一个峰值后,应力随应变增加而减小,最后趋于稳定(超固结黏土、松砂)剪胀性:剪应力引起的体积变化,含剪胀和剪缩土的结构性:由土颗粒空间排列集合、土中各相和颗粒间作用力造成,可明显提高土的强度和刚度。
灵敏度:原状黏性土与重塑土的无侧限抗压强度之比土的蠕变:应力状态不变条件下,应变随时间逐渐增长的现象,随土的塑性、活动性、含水量增加而加剧土的应力松弛:维持应变不变,材料内应力随时间逐渐减小的现象压硬性:土的变形模量(指无侧限,压缩模指完全侧限)随围压而提高的现象。
高等土力学部分知识总结
第七章 土的固结理论1.固结:所谓固结,就是在荷载作用下,土体孔隙中水体逐渐排除,土体收缩的过程。
更确切地说,固结就是土体超静孔隙水应力逐渐消散,有效应力逐渐增加,土体压缩的过程。
(超静孔压逐渐转化为有效应力的过程)2.流变:所谓流变,就是在土体骨架应力不变的情况下,土体随时间发生变形的过程。
次固结:孔隙压力完全消散后,有效应力随时间不再增加的情况下,随时间发展的压缩。
3.一维固结理论假定:一维(土层只有竖向压缩变形,没有侧向膨胀,渗流也只有竖向); 饱和土,水土二相; 土体均匀,土颗粒和水的压缩忽略不计,压缩系数为常数,仅考虑土体孔隙的压缩; 孔隙水渗透流动符合达西定律,并且渗透系数K 为常数; 外荷载为均布连续荷载,并且一次施加。
固结微分方程:ðu ðt=C vð2u ð2zu 为孔隙水压力,t 时间,z 深度C v =K m v γω=K(1+e)a γω渗透系数越大,固结系数越大,固结越快;压缩系数越大,土体越难压缩,固结系数就小。
C v 土的固结系数,与土的渗透系数K 成正比和压缩系数m v 成反比。
初始条件:t=0,u =u 0(z); 边界条件:透水面 u=0不透水面ðu ðz=04.固结度:为了定量地说明固结的程度或孔压消散的程度,提出了固结度的概念。
任意时刻任意深度的固结度定义为当前有效应力和总应力之比U=σ′σ=σ−u σ=1−uσ平均固结度:当前土层深度内平均的有效应力和平均的总应力之比。
U =1−∫udz H0∫σdzH 0固结度U 是时间因数Tv 的单值函数。
5.太沙基三维固结理论根据土体的连续性,从单元体中流出的水量应该等于土体的压缩量ðεv ðt =ðq xðx+ðq yðy+ðq zðz由达西定律:q i=−K iγw ðuði若土的各个方向的渗透系数相同,取K i=K将达西定律公式代入连续方程:ðεv ðt =−Kγw(ð2uð2x+ð2uð2y+ð2uð2z)=−Kγw∇2uεv=εx+εy+εz=1−2vE(σ1′+σ2′+σ3′)=1−2vE(σ1+σ2+σ3−3u)太沙基三维固结理论假设三向总应力和不随时间变化即:d(σ1+σ2+σ3)dt=0ðεv ðt =−3(1−2v)Eðuðt=−Kγw∇2u即3(1−2v)Eðuðt=Kγw∇2uðu ðt =E3(1−2v)Kγw∇2u=C v3∇2u C v3=E3(1−2v)Kγw6.轴对称问题固结方程砂井排水引起的土中固结,在一个单井范围内可以看成轴对称的三维问题,包含竖向和径向两个方向水的流动。
高等土力学复习要点——土体的变形
土体的变形第一部分 影响因素一. 土的压缩性1.定义:土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。
土的压缩——土中孔隙体积的减少,在这一过程中,颗粒间产生相对移动,重新排列并互相挤紧,同时,土中一部分孔隙水和气体被挤出。
土体完成压缩过程所需的时间与土的透水性有很大的关系。
土的固结——土的压缩随时间增长的过程,称为土的固结。
2.土的侧限压缩试验:不允许土样产生侧向变形(侧限条件)的室内压缩试验3.侧限条件:侧向限制不能变形,只有竖向单向压缩的条件。
侧限条件的适用性:自然界广阔土层上作用着大面积均布荷载的情况;土体的天然土的自重应力作用下的压缩性。
4.侧限压缩试验的方法:试验方法:加荷载,让土样在50、100、200和400kpa 压力作用下只可能发生竖向压缩,而无侧向变形。
测定各级压力作用下土样高度的稳定值,即压缩量。
将压缩量换算成每级荷载后土样的孔隙比e 。
则可整理的压缩试验的结果,压缩曲线e-p 、e-logp 。
)1(000e H s e e +-=5.侧限压缩性指标压缩系数——e-p 曲线上任一点的切线斜率a ,即 dp de a -= 物理意义:压缩系数a 越大,曲线愈陡,说明随着压力的增加,土孔隙比的减小愈显著,因而土的压缩性愈高。
为了便于应用和比较,通常采用压力间隔由p 1=100kpa 增加到p 2=200kpa 时所得的压缩系数a 1-2来评定土的压缩性如下:当 a 1-2 < 0.1Mpa -1时,属于低压缩性土0. 1≤a 1-2 < 0.5Mpa -1时,属于中压缩性土a 1-2 ≥ 0.5Mpa -1时,属于高压缩性土。
压缩指数——土的e-p 线改绘成半对教压缩曲线e-logp 曲线时,它的后段接近直线,其斜率Cc 称为土的压缩指数。
同压缩系数a 一样,压缩指数Cc 值越大,土的压缩性越高压缩模量(侧限压缩模量)——土在完全侧限条件下的竖向附加压应力σz 与相应的应变εz 之比值。
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1.土力学的研究内容?高等土力学与土力学相比,研究内容有哪些不同?答:(1)土力学是研究土的物理化学和伦理学性质及其工程应用的学科。
土力学的主要研究内容必须包括以下几个方面:①土的成因、结构、物质组成与相互作用;②土体的应力变形规律;③土体的强度及其稳定性分析;④水在土中的运动及对土应力变形和强度、稳定的影响;⑤采用各种可能的测试方法和手段研究土的物理力学性质;⑥应用土力学的基本原理研究新方法、新工艺、新材料并解决实际工程问题。
(2)高等土力学是相对初等土力学而言的,是建立在已有土力学理论与应用成果基础之上的课程,强调的是全面和深化对土性质的理论研究和应用研究;高等土力学研究的广度和深度较初等土力学来说要大得多;高等土力学将更全面的以更宽广的视角、更深层次、应用多学科交叉的理论和方法对土的性质进行研究,解决更复杂的工程问题,因而从某种意义上讲也是发展中的土力学。
2.高等土力学理论研究与发展三步曲?高等土力学研究四环节?土力学研究四分支?答:(1)三步曲:试验研究或工程调研,理论上的假设、归纳和抽象,模型验证和工程模拟,三者相互依存相互促进。
(2)四环节:理论研究、试验研究、计算方法、工程应用研究。
(3)四分支:理论土力学、实验土力学、计算土力学、应用土力学。
第2章土的生成与基本性质1. 按沉积条件,沉积土分为哪些类型?如何用符号表示(Q al ,Q pl , Q l , Q dl,Q m,Q gl等等)?沉积环境和土的工程性质有哪些典型特性?常常有不规则交错层理构造的土?答:(1)按沉积条件,沉积土分为:坡积土、洪积土、山区河谷冲积土、平原河谷冲积土、湖相沉积土、三角洲沉积土、海相沉积土等。
(2)Q al:冲积土Q pl:洪积土Q l:湖积土Q dl:坡积土Q m:海相土Q gl:冰川沉积土(3)残积土土体颗粒未被磨圆和分选,没有层理构造,土体孔隙较大,均质性也较差;黄土组成以粉粒为主,具有肉眼可见的大孔隙,结构强度较高,压缩性较小;冲积土土粒磨圆磨细,具层理构造;坡积土搬运作用很短,土质不均匀,厚度变化大,尤其新近堆积的坡积土,土质疏松,压缩性高;洪积土土质不均匀,常常有不规则交错层理构造。
(4)常常有不规则交错层理构造的土是洪积土。
3. 土的结构和构造各有哪些类型?蜂窝结构的粒径?概念:夹层、尖灭、透镜土体?答:(1)土的结构一般可以分为:单粒结构、蜂窝结构、絮状结构和分散结构等;土的构造一般可分为:层理构造、裂隙构造和分散构造。
(2)蜂窝结构的粒径为0.005~0.075mm。
(3)夹层:指夹于矿体(层)内部和处于紧临矿体(层)之间的非矿岩石。
尖灭:沉积层向着沉积盆地边缘,其厚度逐渐变薄直至没有沉积。
透镜土体:一般是变质作用形成的砂岩结构。
4. 土体有哪四相?收缩膜的特性?概念:基质吸力答:(1)土体四相:固相、液相、气相和收缩膜。
(2)收缩膜的特性:最显著的特性就是能够承受拉力,在张力作用下像弹性薄膜那样交织于整个土的结构中(表面张力)。
(3)基质吸力:在非饱和土中,收缩膜承受大于水压力u w的空气压力u a。
压力差Δu=(u a-u w)称为基质吸力。
5 土中阳离子,与粘土的亲和性不同。
答:土中阳离子,与粘土的亲和性不同,可能随着粘土矿物成分、所包含的阳离子及其他条件而有所变化。
6.概念:水的格栅结构、粘土双电层?水的格栅结构对溶解于水的空气体积有无影响?答:(1)水分子排列成带有许多孔眼的格栅结构,这些孔眼成为可以容纳空气的“笼子”。
空气溶解于水,并填满这些笼子时,其体积大约等于总体积的2%。
水的格栅结构相对稳定,其密度不因空气溶解其中而有多大变化。
(2)带有负电荷的粘土片和带有正电荷的阳离子云被称为扩散双电层,或称双电层。
(3)水的格栅结构相对稳定,其密度不因空气溶解其中而有多大变化。
7. 土中阳离子与粘土的亲和性不同排列顺序?解释离子交换作用及工程应用?答:(1)对大多数粘土来说,其顺序为:Al+3>Ca+2>Mg+2>NH4+>K+>H+>Li+>Na+(2)离子交换作用:主要是指粘粒表面扩散层外水溶液中的离子被同扩散层内其他同符号离子置换的现象。
(3)工程应用:广泛应用于地基的改良和加固。
用高价阳离子交换粘性土中的低价阳离子,使扩散层变薄,因而粘粒靠拢、紧密,使地基强度提高,压缩性降低。
8. 土中水的势能?毛管势又称基质势,毛细水上升高度的公式说明毛管势受哪些影响?答:(1)土中水总的势能为各种势能分量之和,可以表达如下:ΔΦ=ΔΦg+ΔΦm+ΔΦp+ΔΦo+ΔΦe+…(2)毛管势又称基质势,毛细水上升高度的公式,由h c=2T w/γs R s可知,毛管势受表面张力、液体重度以及薄膜的曲率半径的影响。
9. 按非饱和土水相和气相存在形态,非饱和土分为3类型?答:按非饱和土水相和气相存在形态,非饱和土分为3种类型:水封闭、双开敞和气封闭。
第3章土的固结与流变理论1. 概念:固结:土体在荷载作用下,孔隙水缓慢渗出,体积逐渐压缩,土中有效应力逐步增大,超静孔隙水压力逐步消散至完全消失,这一过程称为固结。
有效应力:是指土粒所传递的粒间应力,它是控制土的体积和强度两者变化的土中应力。
超孔隙水压力:已知总应力为附加应力时,饱和土中开始全部由孔隙水压力传递附加应力,此孔隙水压力称为超孔隙水压力。
地基平均固结度:地基土层在荷载所用下,经过时间t所产生的固结变形量错误!未找到引用源。
与该土层固结完成时最终固结变形量错误!未找到引用源。
之比称为地基土层平均固结度2.饱和土固结理论有几种,解释各理论建立的依据?P38-653.写出Terzaghi一维固结方程,并解释方程各符号概念P39?简述固结系数的测定方法P43-44?地基平均固结度表达式?P404当时间因子T V=?时,固结度达到93%?T V=1.0时,固结度达到93%5. 试推导教材42页固结度计算公式(3-24)⎥⎦⎤⎢⎣⎡--∆∆=-∑)1((11ttetpTpUββα?推导时说明每一步的理论依据。
(4分)6. 概念:等应变假定:假定在砂井影响范围内圆柱体土样中同一水平面上各点的竖向变形是相等的。
砂井地基总固结度U rz表达式,涂抹:在设置砂井过程中,对砂井周围的土体也会产生一定的扰动作用,在砂井表面有一定的涂抹作用。
井阻作用:实际工程中的砂井对渗流具有一定的阻力,并对土体的固结速率产生影响,通常称为井阻作用。
砂井临界长度:Mandel-Cryer效应:在一定条件下,土体固结初期部分土体中孔隙水压力不仅不消散,而且有上升的现象。
7.大变形理论的描述方法?大变形问题有两种描述方法:一种是以初始构形描述的Lagrange法,此时同坐标点意味着同一质点,故此法又称物质描述法。
另一种是瞬时构形描述的Euler法,此时某一坐标点在不同时刻有不同的质点所占据,故此法又称空间描述法。
但Lagrange描述法有一个变种称为坐标更新法,简称UL法,即在每一荷载增量结束时把坐标更新一次,然后再从变位后的坐标出发进行下一级荷载增量计算,而始终采用初始坐标的方法则称为全Lagrange法,简称TL法。
8.土的动力固结计算一般怎么求解?将不排水条件下动荷载作用的孔隙水压力发展模式与Terzaghi固结理论或者Biot固结理论加以耦合来定量求解孔隙水压力的演化过程。
9.非饱和土的固结问题发展分为哪三类①从Biot固结理论出发,只考虑孔隙水的运动。
②从Terzaghi固结理论出发,同时考虑孔隙气和孔隙水的运动,联合求解孔隙水压力消散方程和孔隙气压力消散方程。
③从孔隙气相和孔隙水相的质量连续方程出发,将Uatyas和Radhakrisha的土体孔隙比e状态方程和饱和度rS状态方程联合起来求解。
10.流变:土体变形与应力和时间有关的现象称为土的流变现象。
①蠕变:恒定应力作用下变形随时间增长的现象②松弛:恒定变形的情况下应力随时间衰减的现象。
③流动:给定的时间的变形速率随应力变化的现象。
④长期强度随受荷历史变化的现象11.流变模型构建的串并联原理,Maxwell模型和Kelvin模型简图及流变方程推导。
放弃第四章土的抗剪强度理论1.土的抗剪强度理论研究是哪些问题的理论基础?地基承载力,土压力,土坡等土体稳定分析的理论基础2.影响砂土抗剪强度的因素有哪些?复杂应力条件下砂土的抗剪强度的影响因素及影响规律?影响因素:土的成分,结构,存在的历史和环境,应力和应变的历史和现状,以及实验方法等。
复杂应力条件:1)应力历史对抗剪强度的影响2)中主应力2σ对刚剪强度的影响。
3)轴向应变与体应变a vεε-的关系,即剪胀性的研究。
4)高应力状态下砂的抗剪强度和砂颗粒的挤碎磨细作用。
5)砂土各向异性与抗剪强度的关系。
6)抗剪强度中各种因素所占的地位和作用。
影响规律:P913.概念:三“S”统一本构理论,砂土的“剪缩”,砂土的“剪胀”,临界孔隙比,砂土内摩擦角三分量及影响因素, 砂土的非线性割线角sϕ,砂土各向同性体判别标准,三“s”:stress-strain-shearingstrength临界孔隙比:CD试验中,若压力室压力保持为恒定,即3σ=常数,则无论沙土的初始孔隙比是多少,最终的剪应力()13fσσ-总会趋于一个大致的稳定值。
与此同时,最终孔隙比r e亦会趋于某一个大致的稳定值()0f cre e=。
该值相应于某定值3σ下的CD试验中砂土最终既不产生剪胀又不产生剪缩的情况。
这一()0cre值成为临界孔隙比。
砂土内摩擦角三分量:D Bμϕϕϕϕ=++μϕ:颗粒的滑动摩擦角。
不随3σ变化Dϕ:剪胀效应摩擦角分量。
较低3σ条件下作用很显著。
表观峰值较大,峰后强度降低。
Bϕ:细粒挤碎磨细和重新排列作用的摩擦角分量。
较高3σ条件下作用显著,最终结果是松砂和紧砂内摩擦角趋于接近。
砂土的非线性割线角sϕ:1313arcsinsσσϕσσ-=+,随着法向应力3σ的增高,sϕ渐降低并趋于稳定值μϕ。
砂土各向同性体判别标准:做一次圆柱试样的等向压力压缩试验,比较实测轴向应变1ε与vε的关系。
若13vεε=,则表示该砂样具有各向同性,否则就是各向异性。
4.解释剪切带概念,剪切带可能性的判据有哪些?剪切带:试样内沿一定平面上形式范围较窄的剪切破坏带,在此剪切带范围内土颗粒之间产生非连续的巨大相对位移,而该范围之外的土则处在相对静止的状态。
判据:第一,对于均匀材料来说,剪切带破坏必定要在剪胀性的颗粒介质中才能形成,因此松砂剪切试验你不会出现剪切带。
第二,材料初始的不均匀程度越大,产生剪切带破坏的可能性也越大,因此含有较多超径颗粒的砂性土容易产生剪切带破坏。
第三,不管产生剪切带破坏还是整体塑性破坏,总要产生较高的内部能量耗散率。