土的强度与土的物理性质讲义PPT24

3.3土的强度度与土的的物理性性质（内内因）3.3.1影响土强强度的因因素3.3.2影响土强强度的一一般物理理性质3.3.3孔隙比e与砂土抗抗剪强度度关系——临界孔隙隙比ecr3.3.4孔隙比与与黏土强强度——真强度理理论e为土的孔孔隙比；；C代表土的的组成，，component；H代表应力力历史，，history；T表示温度度，temperature；和分别表示示应变和和应变率率；S表示土的的结构，，Structure；c和为黏聚力力及内摩摩擦角。。其中各种种因素并并不独立立，可能能相互重重叠。3.3.1影响土强强度的因因素组成（C）、状态（e）和结构构（S）（1）组成：：矿物物成分分，颗颗粒大大小与与级配配，颗颗粒形形状，，含水水量（（饱和和度））以及及黏性性土的的离子子和胶胶结物物种类类等因因素。。（2）状态态：砂砂土的的相对对密度度；黏黏土的的孔隙隙比。。（3）结构构：颗颗粒的的排列列与相相互作作用关关系。。2.外部因因素温度、、应力力状态态（围围压、、中主主应力力）、、应力力历史史、主主应力力方向向、应应变值值、加加载速速率及及排水水条件件。1.内部因因素3.4.2影响土土强度度的一一般物物理性性质（组成成与状状态））1.颗粒矿矿物成成分2.颗粒的的几何何性质质3.土的级配4.土的状状态5.土的结结构6.剪切带带的形形成及及其影影响黏土：：高岭岭土>伊里土土>蒙特土土粗粒土土：含含云母母、泥泥岩等等，摩摩擦角角明显显变小小－矿物本本身滑滑动摩摩擦角角小；；颗粒粒易于于破碎碎图3－17常见矿矿物的的滑动动摩擦擦角1.颗粒矿矿物成成分对对滑动动摩擦擦角的的影响响（1）颗粒尺尺寸的的大小小的影影响一方面面，大大尺寸寸颗粒粒具有有较强强的咬咬合，，可能能增加加土的的剪胀胀，从从而提提高强强度；；另一方方面，，大尺尺寸颗颗粒在在单位位体积积中颗颗粒间间接触触点少少，接接触点点上应应力加加大，，颗粒粒更容容易破破碎，，从而而减少少剪胀胀，降降低了了土的的强度度。2.粗粒土土颗粒粒的几几何性性质大小、、棱角角、针针片状状……如果均均匀的的细砂砂与粗粗砂具具有相相同的的孔隙隙比e，二者的的内摩摩擦角角基本相相同。。但由由于细细砂的的emin要大，，所以以这时时细砂砂的相相对密密度Dr要高。。如果相相对密密度Dr相同，，则粗粗砂的的内摩摩擦角角大。对于砂砂土①在其其他条条件相相同时时，颗颗粒表表面糙糙度增增加将将会增增加砂砂土的内内摩擦擦角。。②粗粒粒土的的针、、片状状形状状及棱棱角的的影响响较复复杂：：（a）加强了了颗粒粒间的的咬合合作用用：。（b）针片状状颗粒粒更易易于折折断，，棱角角易于于折损损:。（2）表面面糙度度、针、片片状形形状及及棱角角颗粒粒棱角与与针片片状颗颗粒在同样样较低低围压压下（1）砂土土由于于单位位体积积接触触点多多，颗颗粒破破碎一一般不不严重重，其其棱角角使抗抗剪强强度增增加(河砂与与山砂砂）；；（2）碎石石土由由于单单位体体积内内接触触点少少，它它们其其强度度提高高不明明显，，甚至至减小小（碎碎石与与卵石石）。。3.土的级配—级配良良好：：密度增增加剪胀性性增强强触点增增加与与接触触应力力减小小有利于于强度度提高高4.土的状状态孔隙比比e及相对对密度度Dr——影响强强度的的重要要因素素，密密度大大其强强度提提高。。砂土（（以石石英为为主））的干干与湿湿：二二者一一般接接近，，相差差1～2。5.土的结结构：：强度度有所所提高高，并并且表表现出出各向向异性性6.剪切带带的形形成及及其影影响：：应变变软化化与残残余强强度图3－18正常固固结黏黏土的的强度度－矿矿物及及塑性性指数数关系系静压揉搓图3－19黏性土土的结结构性性对强强度的的影响响(a)两种制制样方方法(b)单轴压压缩（（无侧侧限)试验静压揉搓图3－20砂土制制样方方法造造成的的结构构性对对强度度的影影响各种影影响砂砂土内内摩擦擦角的的物理理因素素影响砂砂土内内摩擦擦角的的物理理因素素3.4.3孔隙比比e与砂土土抗剪剪强度度关系系——临界孔孔隙比比ecr天然休休止角角：r松砂的的天然然休止止角r天然沙沙丘图3－22相同围围压下下密砂砂与松松砂的的三轴轴试验验：破破坏时时孔隙隙比接接近图3－23临界孔孔隙比比ecr是指在在在三三轴试试验加加载过过程中中，达达到极极限应应力差差(1－3)ult，轴向应应变连连续增增加，，最终终试样样体积积几乎乎不变变时的的孔隙隙比。。也可以以叙述述为：：在一一种围围压下下，用用具有有临界界孔隙隙比的的砂试试样进进行排排水三三轴试试验，，偏差差应力力达到到(1－3)ult时，试试样的的体应应变为为零；；或者不不排水水试验验破坏坏时的的孔隙隙水压压力(孔隙水水压力力系数数A)为零。。临界孔孔隙比比ecr图3－24临界孔孔隙比比与围围压制样孔孔隙比比e-vecrvv制样孔孔隙比比e－围压压3－破坏坏时体体应变变v简化关系图3－25制样孔孔隙比比e－围压压3－破坏坏时体体应变变v简化关系3.4.4孔隙比比与黏黏土强强度——真强度度理论论正常固固结黏黏土的的强度度包线线过原原点：：但各各围压压下的的密度度不同同实际上上存在在粘聚聚力图3－26真强度度理论论伏斯