专业英语(建筑)-Unit 15

Unit13第十五单元

SoilMechanics

土力学1教学目标了解土的颗粒尺寸熟悉土壤类型及其力学和物理性能的词汇熟悉科技类文献的常用句型熟悉frictional、cohesive的不同含义；drop、lower、sink、settle的不同含义。2

Grainsize（颗粒尺寸）isthebasisofsoilmechanics,sinceitisthiswhichdecideswhetherasoilisfrictional（有摩阻力的）orcohesive（有粘结力的）,asandoraclay（粘土）.Startingwiththelargestsizes,boulders（漂石）arelargerthan10cm,cobbles（卵石）arefrom5cmto10cm,gravel（砾石）orballast（碎石）isfromabout5cmto5mm,grit（粗砂）isfromabout5mmto2mm,sandisfrom2mmto0.06mm.Allthesesoilsarefrictional,beingcoarse（粗糙的）andthusnon-cohesive.Theirstabilitydependsontheirinternalfriction.Forthecohesiveornon-frictionalsoilsthetwomaininternationallyacceptedsizelimits（范围）are:silt（淤泥）from0.02mmto0.002mm,andclayforallfinermaterial.Thereare,ofcourse,manysiltyclays（粉质粘土）andclayeysilts（粘质粉土）.3土力学的基础是颗粒尺寸，因为是它决定了土壤是有摩阻力的还是有粘结力的，是砂还是粘土。从最大的尺寸开始，漂石大于10cm，卵石在5cm到10cm之间，砾石或碎石约在5cm到5mm之间，粗砂约在5mm到2mm之间，砂在2mm到0.06mm之间。所有这些土壤都是有摩阻力的，是粗糙的，因而是没有粘结力的。它们的稳定性依赖于内摩擦力。对于有粘结力或无摩擦力的土壤，国际上能接受的两个主要的尺寸范围是：淤泥在0.01mm到0.002mm，而粘土为所有较细的材料。当然还有很多粉质粘土和粘质粉土。4

Everylargecivilengineeringjobstartswithasoilmechanicssurvey（地基勘测）initsearlystage.Thefirstvisitonfoot（踏勘）willshowwhetherthesitemightbesuitable,inotherwords,whethermoneyshouldbespentonsendingsoil-samplingequipmentouttoit.Thesoilsamplesandthelaboratoryresultsobtainedfromthetriaxialtest,sheartestandsoonwillshowatwhatdepththesoilislikelytobestrongenoughtotaketherequiredload.Foramasonryorsteelstructure,thisiswheresoilmechanicssurveywillend,havingrarelycostmorethan2percentofthestructurecost.5每一项大的土木工程任务在它的早期阶段是从地基勘测开始的。通过最初的踏勘显示该场地是否适合，换句话说，是否应该花一定的费用运送土壤取样设备至现场。土壤样本以及根据三向试验、剪切试验等所获得的实验室结果将显示在哪个深度上土壤可能足够坚固，能承受所需的荷载。对砌体或钢结构来说，其地基勘察将到此结束，所需费用很少超过结构费用的2%。6

Generally,thestrengthofasoilincreaseswithdepth.Butitcanhappenthatitbecomesweakerwithdepth.Therefore,inchoosingthefoundationpressure（地基压力）andlevel（深度）forthissortofsoil,aknowledgeofsoilmechanicsisessential,sincethiswillgiveanideaof（对..有所了解）thelikelysettlements.通常，土的强度随深度而增加。但会发生强度随深度变弱的情况。因此，在选择这种土的地基压力和深度时，土力学的知识是必要的，因为这将对可能的沉降有所了解。7

Thereare,however,severalothercausesofsettlementapart

from

consolidation（固结）duetoload.Thesecausesareincalculable（不可计算的）andmustbecarefullyguarded

against（预防）.Theyincludefrost（霜冻）action,chemicalchangeinthesoil,undergrounderosion（侵蚀）byflowingwater,reductionofthegroundwaterlevel,nearbyconstructionoftunnels（隧道）orvibratingmachinery（机械）suchasvehicles.但是，除了荷载引起的固结外，还有其他一些沉降的原因。这些原因是不可计算的，必须小心预防。它们包括霜冻作用、土壤中的化学变化、流水引起的地下侵蚀、地下水位的减少、附近隧道的施工或者振动的机械如车辆。8

Staticloadcancauseelastic(temporary)orplastic（permanent）settlement,consolidationsettlementbeingpermanent.However,whenplasticflow（塑性流）ismentionedinEnglish,itgenerallymeansthefailureofasoilbyoverloadinshear.Consolidationsettlementoccursmainlyinclaysorsilts.静荷载会引起弹性（暂时的）或塑性（永久的）的沉降，其中固结沉降是永久的。但是，在英语中提到塑性流，它通常意味着超载引起土壤的剪切失效。固结沉降主要发生在粘土或淤泥中。9

Fromdynamicloadalonethecommonestsettlementsarefoundinsandsorgravels,causedbytrafficorothervibration,pile

driving（打桩）orotherearthshocks（冲击）.Adrop（降低）inthegroundwaterlevelwilloftencausethesoiltoshrinkandarisemaycauseexpansion（膨胀）ofthesoil.Groundwaterisloweredbythedrainage（排水）whichcanbecausedbyanydeepexcavation（深开挖）.Theshrinkagewhichcanoccurwithdrying（干燥）iswellshownbytheclayunderlyingMexicoCity,avolcanicash.Aftersevenweeksdryingthisclayshrinksto6.4percentofitsinitialvolume.Itisanunusualclaywiththeveryhighvoidsratio（孔隙比）of93.6/6.4=14.6.10在砂或砾石中发现了仅由动荷载如交通或其他振动，打桩或其他土地冲击引起的最普通的沉降。地下水位的下降常常引起土壤的收缩，上升可能引起土壤的膨胀。由任何深开挖引起的排水可导致地下水位的降低。干燥引起的收缩可通过墨西哥城下的粘土即火山灰来很好地说明。在七个星期的干燥后，该粘土比它的初始体积收缩了6.4%。它是一种与众不同的粘土，具有很高的孔隙比，为93.6/6.4=14.6。11

Undergrounderosionistheremovalofsolids（固体颗粒的流失）,usuallyfines（细颗粒）,fromthesoilbytheflowofundergroundwater.Thesolidscanberemovedassolids（固态）orinsolution（溶解状态）,thoughonlyafewrocksaresolubleenough（充分溶解）toberemovedinthisway.Rock

salt（岩盐）isthecommonestexampleofasolublerock.Potassiumsalts（钾盐）alsoaresoluble.地下侵蚀是由于地下水的流动引起的固体颗粒通常是细颗粒从土壤中流失。固体颗粒能在固态或溶解状态时流失，尽管只有一些岩石能以这种形式充分溶解后流失。岩盐是可溶解的岩石中最普通的例子。钾盐也是可溶解的。12

Thepermeability（渗透性）ofasoilisimportantforcalculationsofundergroundflow（地下潜流）,forexampleofoilorwatertoawell,orofwaterintoatrench（排水沟）dugforafoundation,orofwaterthroughanearthdam（土坝）.Oftheloosesoilswhichcanbedugwithspade（铲）,claysaretheleastpermeable,siltsslightlymore（稍大）,sandsyetmore（更大）,andgravelsevenmore.Inotherwords,thepermeabilityisindirectproportionto（与..成正比）thegrainsizeofthesoil.土壤的渗透性对计算地下潜流是重要的，例如计算井中的石油或水，或计算为基础开挖的排水沟中的水，或计算通过土坝的水。在可用铲开挖的疏松土壤中，粘土的渗透能力是最小的，淤泥稍微大一些，砂更大一些，砾石甚至还要大。换句话说，渗透性与土壤的颗粒尺寸成正比。13

Whenawellisbeingpumped（抽水）,thewaterflows

towards（流向）itfromeverydirectionandthegroundwatersurface(watertable地下水位)arounditsinks.Asthedistancefromthewellincreases,thewatertableislowe