土的力学性质汇总

青藏铁路压实路基 京福高速公路
广州白云机场扩建工程
手提式击实仪
电动击实仪
取样设备
击实试验报告
祥临公路第 承包单位
合同段
监理单位
工程名称
试验编号
取样地点
报告日期
击实次数
试样风干含水量
试验点号
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
3
4
5
预计含水量
%
6
8
10
12
14
筒+试样质量 g
11272
11533
11783
11707
11537
标准贯入锤击数基准值N0
近震 7
8
9 远震 7
8
烈度
烈度
N0
6
10 16 N0
8
12
（3）剪切波速判定法（岩土班同学自学）
vs 100 N 0.2
vs vscr
vscr vs0 0.9 0.1(ds dw ) 3 / c 0.2
式中 ：vscr ——液化临界剪切波速 vs0 ——液化临界剪切波速基准值
二、土的压实性
工程意义 土的击实试验 压实土的压缩性和强度
重锤法:采用80～400kN的重锤，从很高处(8～20m)自由落下，对土体进行强力夯实的方 法。这是在的基础上发展起来的一项技术。强夯法是用很大的冲击能，使土体中出现冲 击波和很大的应力，致使孔隙被压缩，土体局部液化，夯实点周围产生裂隙，形成良好 排水通道，土体迅速固结。最大加固深度可达11～12m或更大。此法不仅能加固陆上土 层，也能加固水中土层；适用于多种土类：粗粒土、低饱和度的细粒土、杂填土、素填 土、湿陷性黄土；不仅能提高地基承载力，也可防止地基液化。对于饱和细粒土，要慎 用。
是 塑性指数Ip 10
是
（ 1 ） 经 验 判 别 法 流 程
否
否
否
不液化
（2）标贯试验判定法
• 初步判别认为需进一步进行液化判别时，采用标贯试验 判别法。在地下15m深度范围内的液化土层满足下式， 土层应判为液化土层
N63.5 Ncr
Ncr N 00.9 0.1(ds dw) 3/ c
式中 ：N63.5 ——饱和土标准贯入锤击数实测值 Ncr ——液化判别标准贯入锤击数临界值 No ——液化判别标准贯入锤击数基准值 ds——饱和土标准贯入点的深度，m dw——地下水位深度，m c——粘粒含量百分率，当小于3或为砂土时，均应采用3。
• 饱和砂土受震动时颗粒间趋于紧密，使孔隙水 压力增大，有效应力减小。当有效应力趋于零 时，砂土的抗剪强度消失，从而引起地面沉陷、 斜坡失稳或者地基失效的现象称为砂土液化。 常伴随又喷水冒砂。
• 震动来源：机械震动（局部场地）、地震（区 域性）
地震液化的两个过程
• 振动液化：饱水砂土在强烈地震作用下 使孔隙水压力迅速上升而产生振动液化
是
是否为海相或河糊相沉积、人工挖填土
是
是否为冲积平原、河漫滩、故河道等地貌
是
土层埋深是否不超过20m 是
地下水埋深是否不超过8m 是
级配不连续砂土
正常级配砂土
粒径<1mm颗粒含量>40%
0.1<d50<1.0?
是
是
不均匀系数Cu 10
是
相对密度Dr小于等于50% 是
液化
否 否 否
否 否 否
粉土
粘粒含量<10%
布图
震前，水，不稳定（立体）堆集，震后，液化土中剩余 孔隙水负担覆盖层荷载 稳定（六边形）堆集
砂土液化（横向移动）系因地震时球粒（理想砂粒）的重新堆集。地震 振动造成这种固体颗粒堆集更加有效，这会占据少量体积。一部分覆盖 层荷载由水来支撑，这就无法阻止水体横向运移。
砂土液化（Liquefaction of sand）
• 振动液化产生上下水头差和孔隙水自上 而下的运动，动水压力推动砂粒向悬浮 状态转化，形成渗流液化。
砂土液化的影响因素
土类及其颗粒级配
内 因
土的密实程度、饱水特性
土结构的抗剪强度
地震强度（震级、烈度）
地震作用特征 地震频率和周期
外
震动历时
因
场地地貌单元
环境条件
饱水砂土的埋藏条件 地下水条件
建筑物类型、基础特性
• 饱和砂土液化 • 土的击实特性 • 土的动力计算模型 • 土动力特性的现场测试指标
第三节 土的动力性质简介
一、饱和砂土和粉土的振动液化 二、土的压实性 三、土的动力变形与动强度
日本新泻1964年地震时砂土液化引起震陷。这些设计为抗震的建筑 物倾斜而未受损坏。
加州沃森维尔附近的野外涌沙
唐山地造成的 喷水冒砂区分
砂土液化评价
• 步骤：判别、分级、建议措施 • 液化可能性判定
• 经验判定法 • 标贯试验判定法 • 剪切波速判定法 • 静力触探判定法 • Seed简化判定法
• 液化等级划分：液化指数 • 抗液化措施
地震条件
地质条件
液
化
判
别 条
埋藏条件
件
土质条件
震级5级
是
地震烈度6度
是
是否为全新世乃至近代沉积层
第三章 土的力学性质
第一节 土的压缩性
（教材82-83、86-95）
第二节 土的抗剪性
（教材 120－138）
第三节 土的动力性质简介
（教材211-227）
第三节 土的动力性质简介
• 土在动应力作用下的工程性质与行为称为土的 动力特性。
• 土的动力特性：土的动力计算模型及其参数、 土的动强度，包括饱和砂土抗液化强度及其指 标。
有零星喷冒点
震害
喷水冒砂可能性很大，从轻微到 液化危害性较大，可造成不均匀沉陷和
严重都有，多数为中等喷冒
开裂，有时不均匀沉陷可达200mm
一般喷水冒砂都很严重，地面变 液化危害性大，一般可产生大于200mm
形很明显
的不均匀沉陷，高重心结构可能产生不
容许的倾斜
第三节 土的动力性质简介
一、饱和砂土和粉土的振动液化 二、土的压实性 三、土的动力变形与动强度
N0
6 8 10 12 16 18
VS0(m/s) 145 150 160 165 175 180
（3）Seed简化判定法（了解）
土内任一深度处地震产生的剪应力为 deq 0.65rdV amax / g
引起场地内任一深度处的砂层液化所需的剪应力为
d /2 a
Cr
Dr 0.50
V
液化等级划分
• 存在液化土层的地基应进一步探明各液化土层的深度 和厚度，计算液化指数
I le
n i 1
(1
Ni N c ri
)d
i
wi
液化 等级
液化 指数
轻微 0<Ile5
中等 5<Ile15
严重 Ile>15
地面喷水冒砂情况
对建筑物的危害程度
地面无喷水冒砂或在洼地、河边 液化危害程度小，一般不致引起明显的
干 筒质量
g
6700
密 湿样质量 g
4572
度
湿密度
g/cm3 2.100
干密度 g/cm3 2.036