土的力学性质.ppt

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 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布图 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 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 Liquefactionofsand 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 内因 土类及其颗粒级配土的密实程度 饱水特性土结构的抗剪强度 外因 地震作用特征 地震强度 震级 烈度 地震频率和周期震动历时 环境条件 场地地貌单元饱水砂土的埋藏条件地下水条件建筑物类型 基础特性 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 液化判别条件 地震条件 震级 5级 地震烈度 6度 是否为全新世乃至近代沉积层 是否为海相或河糊相沉积 人工挖填土 是否为冲积平原 河漫滩 故河道等地貌 土层埋深是否不超过20m 地下水埋深是否不超过8m 级配不连续砂土 相对密度Dr 小于等于50 地质条件 埋藏条件 土质条件 液化 粒径40 正常级配砂土 0 1 d50 1 0 粉土 粘粒含量 10 不均匀系数Cu 10 塑性指数Ip 10 不液化 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 否 否 否 否 否 否 否 否 否 1 经验判别法流程 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 式中 饱和土标准贯入锤击数实测值 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 mdw 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 标准贯入锤击数基准值N0 3 剪切波速判定法 岩土班同学自学 式中 液化临界剪切波速 液化临界剪切波速基准值 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 引起场地内任一深度处的砂层液化所需的剪应力为 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 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 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 青藏铁路压实路基 广州白云机场扩建工程 京福高速公路 电动击实仪 手提式击实仪 取样设备 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 三 土的动力变形与动强度 1 土在往复载荷作用下的应力应变特性2 土动力性能的室内试验3 土动力特性现场测试指标4 土的动强度 1 土在往复载荷作用下的应力应变特性 一次冲击性动载荷 爆破 爆炸周期性载荷 地震力 振动机械 风浪 车辆等 在动载荷作用下土所处的力学状态 1 土在往复载荷作用下的应力应变特性 V K0 V 动剪应变 d 动剪应力 d 动力试验得到的应力应变曲线 滞回圈或滞回环 2 土动力性能的室内试验 动三轴试验动单剪试验共振柱试验动扭剪试验振动台试验 3 土动力特性现场测试指标 剪切波速Vs 3 土动力特性现场测试指标 标准贯入试验击数标准贯入试验 SPT 是动力触探的一种 它利用一定的锤击动能 锤重63 5 0 5kg 落距76 2cm 将一定规格的对开管式的贯入器 对开管外径51 1mm 内径35 1mm 长度 457mm 下端接长度76 1mm 刃角18 20