土的力学性质

1、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 120138）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土在动应力作用下的工程性质与行为称为土的动力特性。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土的动强度，包括饱和砂土抗液化强度及其指标。标。 饱和砂土液化饱和砂土液化 土的击实特性土的击实特性 土的动力计算模型土的动力计算模型 土动力特性的现场测试指标土动力特性的现场测试指标第三节

2、土的动力性质简介一、饱和砂土和粉土的振动液化一、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日本新泻19641964年地震时砂土液化引起震陷。这些设计为抗震的建筑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。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。砂土液化（Liquefaction of sand） 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

3、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

4、步骤：判别、分级、建议措施 液化可能性判定液化可能性判定 经验判定法经验判定法 标贯试验判定法标贯试验判定法 剪切波速判定法剪切波速判定法 静力触探判定法静力触探判定法 Seed简化判定法简化判定法 液化等级划分：液化指数液化等级划分：液化指数 抗液化措施抗液化措施液化判别条件液化判别条件地震条件地震条件震级5级地震烈度地震烈度6度度是否为全新世乃至近代沉积层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土层埋深是否不超过20m地下水埋深是否不超过地下水埋深

5、是否不超过8m级配不连续砂土级配不连续砂土相对密度相对密度Dr 小于等于小于等于50%地质条件地质条件埋藏条件埋藏条件土质条件土质条件液液 化化粒径粒径40%正常级配砂土正常级配砂土0.1d501.0?粉土粉土粘粒含量粘粒含量10%不均匀系数不均匀系数Cu 10塑性指数塑性指数Ip 10不液化不液化是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是否否否否否否否否否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crNN63.5cwscrddNN/3)( 1 . 0

6、9 . 00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，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。5 .63NcrN标准贯入锤击数基准值N0近震烈度789远震烈度78N061016N0812（3）剪切波速判定法（岩土班同学自学）scrsvv 2.00/3)(1.09.0cwssscrddvv式中 ： 液化临界剪切波速 液化临界剪切波速基准值scrv0sv2 . 0100NvsN06810121618VS0(m/s)145150160165175180（3）Seed简化判定法

7、（了解）土内任一深度处地震产生的剪应力为garVddeq/65. 0max引起场地内任一深度处的砂层液化所需的剪应力为VrradDC50. 02/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iinicriiwdNNI1le)1 (液化等级液化指数地面喷水冒砂情况对建筑物的危害程度轻微0Ile5地面无喷水冒砂或在洼地、河边有零星喷冒点液化危害程度小，一般不致引起明显的震害中等515一般喷水冒砂都很严重，地面变形很明显液化危害性大，一般可产生大于200mm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

8、性二、土的压实性三、土的动力变形与动强度二、土的压实性二、土的压实性工程意义工程意义土的击实试验土的击实试验压实土的压缩性和强度压实土的压缩性和强度重锤法:采用80400kN的重锤，从很高处(820m)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1112m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

9、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%# # # # # 2# # 2#2 在使用本表格之前请先把你自已的盒号、盒质量填入“盒质量输入”表对应的单元格内 在以后使用自动绘图表过程中，你只用在自动绘图表中填盒号，盒质量会自动填充。祥临公路临沧分指中心试验室 木头人 （QQ：21839421） 合同段105.42.683.2试样风干含水量9.44.3g/cm3注：混合比重为： g/cm3饱和度校正后最佳含水量9.86.56.18.88.210.16.38.5 %最佳含水量校正后最大干密度 g/cm3最大干密度 试验： 计算： 复核： 监

10、理：监理单位 % %3.52.84.63.9击实试验报告试验编号报告日期承包单位工程名称祥临公路第9.994.4135.4103.9144.4106.0113.297.2109.094.923.13.33.84.85.76.96.98.68.99.6128.522.222.322.422.522.622.722.822.923.0138.4116.6157.7126.3166.9128.6135.9120.0131.9117.911119.9161.5131.1172.6135.5142.8128.6140.8456127.5789102.1292.1962.1202.0242.2202.33

11、52.3002.2224833508350074837670067006700670011533117831170711537568101214342111272670045722.1002.0362g3g/cm3gggg%含水量水质量干试样质量含水量平均含水量盒质量%试验点号%预计含水量干密度筒+试样质量湿密度gggg/cm3干密度大于38mm颗粒含量取样地点击实次数筒质量湿样质量盒号盒+湿样质量盒+干样质量击实曲线图2.002.022.042.062.082.102.122.142.162.182.202.220.02.04.06.08.010.012.0含水量%最大干密度g/cm3第三节

12、 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土动力性能的室内试验3.土动力特性现场测试指标土动力特性现场测试指标4.土的动强度土的动强度1.土在往复载荷作用下的应力应变特性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、车辆等周期性载荷：地震力、振动机械、风浪、车辆等10-510-410-310-210-1110小变形

13、小变形中等变形中等变形大变形大变形弹性弹性弹塑性弹塑性破坏破坏火车、汽车行驶、机械振动火车、汽车行驶、机械振动打桩、地震打桩、地震液化、压密液化、压密1.土在往复载荷作用下的应力应变特性土在往复载荷作用下的应力应变特性+=VK0V动剪应变d动剪应力d动力试验得到的应力应变曲线动力试验得到的应力应变曲线滞回圈或滞回环滞回圈或滞回环2.土动力性能的室内试验土动力性能的室内试验动三轴试验动三轴试验动单剪试验动单剪试验共振柱试验共振柱试验动扭剪试验动扭剪试验振动台试验振动台试验3.土动力特性现场测试指标土动力特性现场测试指标剪切波速剪切波速Vs3.土动力特性现场测试指标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击数标准贯入试验标准贯入试验(SPT)(SPT)是动力触探的一种，它利用一定的锤击动能（锤重是动力触探的一种，它利用一定的锤击动能（锤重63.563.50.5kg0.5kg，落距，落距76762cm2cm），将一定规格的对开管式的贯入器），将一定规格的对开管式的贯入器( (对开管外对开管外径径51511mm1mm、内径、内径35351mm1mm，长度，长度457mm457mm；下端接长度；下端接长度76761mm1mm、刃角、刃角18182020、刃口端部厚、刃口端部厚1.6mm1