第九章-土的动力性质和压实性课件

土的动力性质和压实性第九章§9.2砂土和粉土的液化§9.1土在动荷载作用下的变形和强度性质§9.3土的压实性§9.1土在动荷载作用下的变形和强度性质一、作用于土体的动荷载和土中波1、动力荷载基本概念动力荷载：在荷载作用期间，其幅值随时间以某种形式发生变化的荷载2、动力荷载的特点（1）只有幅值大小的改变；如：交通荷载（2）除幅值大小变化外，还有频率、方向的改变，成为交变荷载，如：地震荷载3、土中波（1）土中波的概念位于土体表面、内部或基岩的振源所引起的土单元体的动应力、动应变，将以波动的方式在土中传播。（2）土中波的形式a、纵波（以拉压应变为主）b、横波（以剪应变为主）c、瑞利波（作用在地表面）二、土的动力变形特性1、影响土的动力变形特性的因素（1）、土体周围压力（2）、孔隙比（3）、颗粒组成（4）、含水量（5）、应力幅值饱和松砂：

dkPa随着循环次数的增加，孔隙水压力接近等于初始围压，有效应力等于0—轴向应变突然加大，土样破坏。初始围压应力循环次数N应力循环次数N轴向应变孔隙水压力三、周期荷载下饱和砂土的动强度周期荷载下饱和砂土的孔压积累与动强度动应力d应力循环次数logNu周期荷载下饱和砂土强度用途与循环次数关系N日本阪神地震引起的路面塌陷§9.2砂土和粉土的液化一、土体液化现象及工程危害由于液化引起的河道破坏—日本神户地基液化引起的储油罐倾斜—日本神户桥台基础（地震液化后突出地面）砂土液化造成的灾害的宏观的表现1、喷砂冒水2、震陷3、滑坡4、上浮饱和松砂在振动情况下孔压急剧升高在瞬间砂土呈液态时间T孔压U二.饱和松砂的振动液化机理及影响因素1.液化现象（1）初始的疏松状态（2）振动以后处于悬浮状态

—孔压升高（液化）（3）振后处于密实状态2.液化机理振前砂土结构振中颗粒悬浮，有效应力为零振后砂土变密实2.液化机理2.液化机理2.液化机理砾类土：粒径大于5mm<60%大粒径颗粒处于悬浮状态，细颗粒的液化导致整体液化。2.液化机理在饱和砂土中，由于振动引起颗粒的悬浮，超静孔隙水压力急剧升高，直到其孔隙水压力等于总应力时，有效应力为零，砂土的强度丧失，砂土呈液体流动状态，称为液化现象。3.液化定义（1）饱和度（2）组成粉细砂：

d50=0.07mm-1.0mm砾类土：粒径大于5mm<60%粉土：Ip=（3-10）Il=0.75-1.0（3）状态：相对密度Dr<50%（4）结构（5）其他：排水条件、应力状态及历史、地震特性…….4.砂土液化的影响因素5.砂土液化的工程防治加固地基土：换土、加密围封加固建筑物深基础与桩基础击实：指通过夯打、振动、碾压等，使土体变得密实、以提高土的强度、减小土的压缩性和渗透性击实性：指土在一定压实能量作用下密度增长的特性研究击实性的目的：

以最小的能量消耗获得最大的压实密度

击实方法：室内击实试验现场试验:夯打、振动、碾压§9.3

土的压实性一、击实试验及土的击实特性(一)室内击实试验

试验设备

击实筒V=1000cm3；击实锤w=2.5牛顿

试验条件

土样分层n=3层；落高d=30cm；击数N=27/层

击实能量

试验方法

对ω=const的土；分三层压实；测定击实后的ω、ρ，算定ρd

注意：仅适用于细粒土；对粗粒土，可用较大尺寸的击实仪土(二)细粒土的击实性1.击实曲线2.理论分析3.影响因素4.压实标准1.击实曲线特点：①具有峰值②位于饱和曲线之下

粘性土孔隙很小，压实过程中含水量几乎不变，要想击实到饱和状态是不可能的。0481216202428含水量ω(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)饱和曲线dmax=1.86wop=12.1最大干密度最优含水量2.理论分析

压实机理：颗粒被击碎，土粒定向排列;土粒破碎，粒间联结力被破坏而发生孔隙体积减小;气被挤出或被压缩等水膜润滑作用效果最佳;尚没有形成封闭气泡，气易于排出;颗粒表面水膜很薄，相对移动困难

水膜润滑作用不明显;封闭气泡难以排出;增加水的相对含量

ωωop,ρdρdmaxω<ωop,ρd<

ρdmaxω>ωop,ρd<

ρdmax

0481216202428含水量ω(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)饱和曲线dmax=1.86wop=12.13.影响因素a.击实功能b.土的级配

c.击实方式夯实、辗压、振动；辗压对粘土比较合适

E4.压实标准a.粘性土存在最优含水量ωop，在填土施工中应该将土料的含水量控制在ωop左右，以期得到ρdmax，通常取b.工程上常采用压实系数控制（作为填方密度控制标准）Ⅰ、Ⅱ级土石坝>95~98%Ⅳ~Ⅴ级土石坝>92~95%①不存在最优含水量；②在完全风干和饱和两种状态下易于击实；③潮湿状态下ρd明显降低。

(三)粗粒土的击实性

1.击实曲线特点20%粗砂

ω

=4~5%中砂

ω=7%；时，干密度最小

2.理论分析对粗粒土，击实过程中可以自由排水，不存在细粒土中出现的现象。在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。3.压实标准常用相对密度控制Dr>0.7~0.75施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和二、现场土的压实（一）分层压实控制含水量：

（二）压实质量