高等土力学 排水与不排水强度
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e
超固结粘土
固结压缩试验
固结排水试验强度包线
正常固结土－减缩（正孔压）；超固结土－剪胀（负孔压）
粘土的三轴固结不排水试验
超固结
p
正常固结
先期固结压力p附近的包线
4. 粘土的不固结不排水试验（UU）
不固结不排水(UU)：unconsolidated undrained 固结不排水(CU)：consolidated undrained 固结排水(CD)：consolidated drained
巴斯石灰岩 滑 石 密 砂 硬粘土
(10-4×kPa-1)
Cs
n （%）
B 0.468 0.647 0.988 0.997
0.06 0.25 15 80
15 30 40 42
软粘土
400
55
0.999
不同岩土的孔压系数B
u1 BA( 1 3 ) u u 3 u1
1. 饱和粘土的排水试验CD 2. 饱和粘土的三轴固结不排水试验CU
3. 固结不排水试验（CU）确定的强度指标
4. 粘土的不固结不排水试验（UU）
1.饱和粘土的排水试验CD
e
正常固结粘土
固结压缩试验
固结排水试验强度包线
（过原点）
0
正常固结粘土的压缩曲线与强度包线
1. 饱和粘土的排水试验CD
B[ 3 A( 1 3 )]
一般应力状态下：
d u B ( d p a d q cq d )
对于弹塑性模型，相适应流动规则：
p p) f ( p ' , q , , H ) 0 H H ( v f f f f B=1.0 aK /( A K ) 孔压系数 a: q p ' p ' p '
土粒的接触
饱和土的有效应力原理：
u
有效应力部分产生 抗剪强度。
土的有效应力原理示意图
岩石与混凝土、
某些多孔介质的孔隙与 固体可能都是连续的， 固体的接触面积不可忽 略。
非饱和土
有效应力原理不一定 适用 某些多孔介质的孔隙
三轴应力状态的孔压系数A与B
u u 3 u1 B[ 3 A( 1 3 )]
孔压系数 c: 其中
A
cK
1 f f f f /( A K ) q p ' p ' p '
f f H f H ( ) p p H p ' v q
松砂
密砂
砂土的排水试验
c=400kPa
不同密度砂土的三轴试验
A: CU, Dr= 30%
饱和土的不排水包线是一条水平线，其斜率uu＝u=0。 UU的强度包线
非饱和粘土UU的强度包线
一、三轴试验应力条件下的孔隙压力系数B、A
二、砂土的排水和不排水强度 三、 粘土的排水与不排水强度
饱和土的有效应力原理： 由于颗粒间接触点的面积很小。
P P Pw P u ( A Ac ) P Pc u(1 ) A A ＝ Ac A 0 u
C: CU, Dr = 47%
D: CD, Dr = 30%
B: CU, Dr= 44%
(-
有效应力强度
最大应力差对应的强度
(-
总应力强度 (峰值） 总应力强度(残余） (
1
0
松砂土的最大应力差与最大应力比
1- 3
水松砂岸坡的流滑（液化） 临水松砂岸坡的流滑：松砂的不排
各向等压增量 偏应力增量
各向等压增量引起的孔压：
单元土体中孔隙水压力的变化
略去高阶微量得
B是在各向等压条件下孔隙水压力系数，其大小与 饱和度有关。 孔压系数B
Sr 饱和度
饱和度与孔压系数B
ຫໍສະໝຸດ Baidu B
1 Cv 1 n Cs
孔隙流体小0 （饱和） 土骨架——压 缩系数大
B=1
B=0
孔压系数B
块石或土
超固结粘土
固结压缩试验
固结排水试验强度包线
正常固结土－减缩（正孔压）；超固结土－剪胀（负孔压）
粘土的三轴固结不排水试验
超固结
p
正常固结
先期固结压力p附近的包线
4. 粘土的不固结不排水试验（UU）
不固结不排水(UU)：unconsolidated undrained 固结不排水(CU)：consolidated undrained 固结排水(CD)：consolidated drained
巴斯石灰岩 滑 石 密 砂 硬粘土
(10-4×kPa-1)
Cs
n （%）
B 0.468 0.647 0.988 0.997
0.06 0.25 15 80
15 30 40 42
软粘土
400
55
0.999
不同岩土的孔压系数B
u1 BA( 1 3 ) u u 3 u1
1. 饱和粘土的排水试验CD 2. 饱和粘土的三轴固结不排水试验CU
3. 固结不排水试验（CU）确定的强度指标
4. 粘土的不固结不排水试验（UU）
1.饱和粘土的排水试验CD
e
正常固结粘土
固结压缩试验
固结排水试验强度包线
（过原点）
0
正常固结粘土的压缩曲线与强度包线
1. 饱和粘土的排水试验CD
B[ 3 A( 1 3 )]
一般应力状态下：
d u B ( d p a d q cq d )
对于弹塑性模型，相适应流动规则：
p p) f ( p ' , q , , H ) 0 H H ( v f f f f B=1.0 aK /( A K ) 孔压系数 a: q p ' p ' p '
土粒的接触
饱和土的有效应力原理：
u
有效应力部分产生 抗剪强度。
土的有效应力原理示意图
岩石与混凝土、
某些多孔介质的孔隙与 固体可能都是连续的， 固体的接触面积不可忽 略。
非饱和土
有效应力原理不一定 适用 某些多孔介质的孔隙
三轴应力状态的孔压系数A与B
u u 3 u1 B[ 3 A( 1 3 )]
孔压系数 c: 其中
A
cK
1 f f f f /( A K ) q p ' p ' p '
f f H f H ( ) p p H p ' v q
松砂
密砂
砂土的排水试验
c=400kPa
不同密度砂土的三轴试验
A: CU, Dr= 30%
饱和土的不排水包线是一条水平线，其斜率uu＝u=0。 UU的强度包线
非饱和粘土UU的强度包线
一、三轴试验应力条件下的孔隙压力系数B、A
二、砂土的排水和不排水强度 三、 粘土的排水与不排水强度
饱和土的有效应力原理： 由于颗粒间接触点的面积很小。
P P Pw P u ( A Ac ) P Pc u(1 ) A A ＝ Ac A 0 u
C: CU, Dr = 47%
D: CD, Dr = 30%
B: CU, Dr= 44%
(-
有效应力强度
最大应力差对应的强度
(-
总应力强度 (峰值） 总应力强度(残余） (
1
0
松砂土的最大应力差与最大应力比
1- 3
水松砂岸坡的流滑（液化） 临水松砂岸坡的流滑：松砂的不排
各向等压增量 偏应力增量
各向等压增量引起的孔压：
单元土体中孔隙水压力的变化
略去高阶微量得
B是在各向等压条件下孔隙水压力系数，其大小与 饱和度有关。 孔压系数B
Sr 饱和度
饱和度与孔压系数B
ຫໍສະໝຸດ Baidu B
1 Cv 1 n Cs
孔隙流体小0 （饱和） 土骨架——压 缩系数大
B=1
B=0
孔压系数B
块石或土