水运试验检测地基据大纲总结

1、水运地基据大纲总结材料2018新大纲规定1.考试卷型共有四种形式：单选题、判断题、多选题和问答题。多选题选项全部正确得满分，选项部分正确按比例得分，出现错误选项该题不得分。b5E2RGbCAP2.地基与基础考试包括：土工实验基础知识35%、土工实验25%、土工合成材料15%、现场测试25%。p1EanqFDPw第一章土工基础知识1、土的形成我国的土大部分形成于第四纪或是新第三纪时期，按照地质营力和沉积条件可分为残积土风化后在原处）和运积土。当土中有机质含量大于5-10时会对工程产生不利影响。岩石可分为：岩浆岩、沉积岩、变质岩2、土的组成土由固相、液相和气相三相部分组成。固相：土由原生矿物石英云

2、母长石等）和次生矿物高岭石蒙脱石等）组成，通过颗粒分析实验可以对土的级配进行确定，级配好的土压实度高、渗透性小、强度高。DXDiTa9E3d液相：分为结合水吸附在颗粒表面）和自由水两种。结合水：物理化学作用，对细粒土的影响大。自由水：分为毛细管水和重力水。毛细管水的作用是表面张力和重力。重力水可以传递动水和静水压力，但不能承受剪力。含水率测得是两者含量之和。气相：开口和闭口气泡。闭口气泡使得土的渗透性减小，弹性增大，承载力降低，密度减小，变形缓慢。RTCrpUDGiT3、国家标准土的工程分类规定: 采用粗细粒统一体系分类法。工程用土主要是按照土的工程性质如粒径、级配、塑性、有机质/压缩性等）进

3、行分类。5PCzVD7HxA其中主要性质有：1）颗粒粒径工程上将相近粒径的土合成一组叫粒组，其中大于0.075 mm的叫粗粒，其性质主要取决于粒径大小和级配。小于0.075 mm的叫细粒，其性质主要取决于矿物组成。2）塑性指数Ip=Wl-Wp）塑性指数相同，土的性质不一定相同，因为随着液限的变化土的性质变化也很大。作为建筑地基的土，其分类可见教材第6页，要注意粒径和塑性指数对土分类的影响。如细粒土分类的依据有粒径、塑性指数、稠度。jLBHrnAILg港口工程地质勘察规范JTJ240-97）规定：按颗粒级配或塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和粘性土xHAQX74J0X碎石土按照大于2mm粒径进行再

4、分类砂土按照小于2mm粒径进行再分类，用Cc、Cu表示组成特征颗粒级配），密实度可由标贯击数判定。粉土按照大于0.075mm粒径和粘粒含量以及塑性指数小于10）进行再分类。冻胀最严重）粘性土按照小于0.075mm粒径以及塑性指数大于10）进行再分类。天然含水率大于液限，天然孔隙比大于1.0的粘性土为淤泥性土填土由人类活动堆积的土塑性图有机质呈黑色、青黑色或暗色，有臭味，弹性和海绵感。2）将试样放在105-110烘箱中，如试样的液限小于烘前的液限1/3时，试样为有机质。需要说明的是：各种分类法中没有软土、冻土、盐渍土的称谓，也没有有机土、砂、石料等。LDAYtRyKfE4、土的结构土粒可分为三种

5、类型：单粒结构：在动力作用下易液化，如粉土。絮凝结构：孔隙大，对扰动敏感。片堆结构：各向异性。5、土的物理性质指标是最基本的工程特征，是衡量土的工程性质的关键。、水(water、土粒(soil、孔隙(volume。必须清楚指标实验指标天然密度、含水率W、土粒比重Gs）和换算间接指标的含义和计算过程。可利用三相图辅助计算）三项基本物理指标：天然密度、含水率、相对密度。干密度不属于实验指标。Zzz6ZB2Ltk密度1）天然密度：总质量与总体积之比。2）饱和密度sat：孔隙全为土水的质量与总体积之比3）浮密度：土粒质量与同体积的水质量之差与总体积之比天然密度干密度浮密度5）含水率w：水的质量与土粒质

6、量之比。6）土粒比重Gs：土粒质量与同体积4摄氏度水的质量之比，数值上等于土粒密度。7）孔隙比e：孔隙体积与土粒体积之比9）饱和度Sr：水体积与孔隙体积之比.(含水率小并不意味着饱和度小注意：孔隙体积充水的孔隙和未充水孔隙体积土的空隙体积为零不能说明土的密度最大。不同土样甲、乙）含水率与饱和度没有关系。2）无粘性土的相对密度 其性质主要取决于粒径、级配。用相对密度来表示土的状态，掌握两个计算公式疏松土：0,1/3中密土：(1/3,2/3密实土：(2/3,1rqyn14ZNXI3）粘性土的稠度三个界限含水量：液限、塑限、缩限。 土从液限到缩限体积是不断减小的，缩限以后不再改变。 根据三个界限求得

7、的指数为：塑性指数和液性指数。塑性指数：Ip=WL-Wp，用整数表示/ Ip可判别粘性土状态。坚硬：IL 0。 可塑：01.0含水率与软硬程度无关。6、土中水的运动规律：认为渗透属于层流，一般只适用于砂性土。对于粘性土由于存在结合水的粘滞作用，需要加入起始水力坡降进行修正( V=k (i-io 。SixE2yXPq53）渗透力是渗透水流作用于土体上的拖拽力，与水力坡降成正比。当渗透力向上时，常常造成流砂、管涌等危害。6ewMyirQFL4）冻土现象主要是指土体冻结时地面膨胀的冻胀现象和融化后土体强度急剧降低的冻融问题。例题1 已知土样体积V37.5，湿土重Mo0.6711N，烘干后重M0.49

8、15N，比重Gs=2.68，计算孔隙比和饱和度。解：公式：e= Gs/d1；d/W=M水/M干土0.67110.4915）/0.4915=36.5%d/=1.311e= Gs/d1=2.68/1.311-1=1.04(2 V水=67.21-49.25=17.96V土粒M干土/Gs =49.15/2.69=18.27V孔隙V- V土粒=38.4-18.27=20.13Sr=V水/V孔隙=17.96/20.13=89.22%kavU42VRUs例题2 某细粒湿土质量为190g，烘干后为145g，土样液限为36，塑限为18，则求土塑性指数、液性指数、状态并命名。解：1）塑性指数Ip=36%-18%=

9、18 命名为粘土。/145=31.03%Il=(W-Wp/ Ip=(31.03%-18%/18%=0.72 为可塑状态。y6v3ALoS89 1、某1.5m3的土样，重度为17.5KN/m3，含水率30，土粒重度27KN/m3，则土粒体积为多少？(0.748 m32、若土样孔隙体积为土粒体积的0.95倍，若土样孔隙为水充满时3、土样含水率15，干重度16KN/m3，孔隙率0.35，天然重度10KN/m3，求饱和度。68.5）4、土的天然密度为1.7g/cm3，含水率22.2，土粒比重2.72 7g/cm3，求孔隙比，孔隙率，饱和度。0.96，49，62.9）5、含水率为4的湿砂100kg，其中

10、水的重量多少？M2ub6vSTnP7、土样和试样制备为保证实验成果的可靠性，要统一土样试样的制备方法和程序。试样质量不是越大越好。 一般实验适用于粒径小于60mm的扰动土，并以含水率和密度作为控制指标。原状土：用铁皮筒或取土器直径大于100mm）取土。扰动土：用四分法取样。1）原状土试样制备注意：环刀内壁涂凡士林；环刀下压方向与天然土层方向一致；余土进行含水量测定。0YujCfmUCw2）扰动土试样制备1）碾压过筛加水浸润一昼夜备用：物理性质实验液塑缩限）过0.5mm；水理及力学性质实验如直剪无侧限）过2mm：击实实验过5mm。2）试样制备：击样法就是根据环刀体积算出所需土样数量，用单层或三层

11、法击实。压样法就是用静力压到所需密度，粘性土压时最好有排气孔和透水石。两种方法对力学性质有一定的影响。eUts8ZQVRd3）试样饱和1）浸水饱和法：砂性土2）毛细管饱和法：渗透系数大于10-4cm/s的土，注意两端放滤纸和透水石，水面不要淹没试样，时间不少于2昼夜。3）抽气饱和法：渗透系数小于等于10-4cm/s的土粘性土），需要凡士林密封，粘性土需静置10小时，饱和度不应低于95。需要掌握试样加水量的计算P23）sQsAEJkW5T 第二章含水量及界限含水量实验土工实验分为室内和现场实验。 含水量是施工质量控制的重要依据，界限含水量可用来计算塑性指数和液性指数，也是粘性土分类和估计地基承载

12、力的依据。可以判断土体状态和塑性范围。GMsIasNXkA1、含水量实验实验步骤）1）烘干法设备：烘箱、天平感量0.01g）、干燥器数量：1530克，砂土稍多些。温度：105110，有机土含量大于5）在6570度烘干，结果一般比实际偏大。时间：粘性土大于8小时，砂土大于6小时。烘干后放入干燥器冷却。 2）酒精法适用于现场。燃烧3次。结果略低于烘干法。实验结果精确到0.1如15.2）测定原状土样的物理力学指标时，含水率可用重塑土样的含水率。2、界限含水量实验界限含水量是土的固有指标与环境无关。1）平衡锥式液限仪法使锥体在15秒入土10mm时就是土的液限。否则需要加水或吹干后再实验。2）液塑限联合

13、测定法理论依据：根据极限平衡理论，当圆锥角为30度时，圆锥入土深度与含水量在双对数坐标上呈直线关系。TIrRGchYzg实验时使的锥体在5秒时分别下降3、17毫M左右太大或太小时制样困难），然后再控制几组在317毫M之间，然后将数据绘制在双对数坐标上，查找17和2毫M所对应的含水量就是土体的液限和塑限。 7EqZcWLZNX 土工实验方法标准和公路土工实验规程分别采用76克和100克的锥入土。3）滚搓法当滚搓到3毫M直径断裂时，含水量就是塑限不是含水率）。注意土体的断裂是水分减少的结果，而不是用力过大或土条太长的原因，其准确度取决于操作者的经验。搓成条状不断裂的土塑性越高。lzq7IGf02E

14、 4、成果应用1）我国建筑地基基础设计规范GB50007-2002 用塑性指数划分细粒土。17为粘土，10 Ip 17为粉质粘土）2）用液性指数判别粘土的状态。坚硬：IL 0。 可塑：01.0）zvpgeqJ1hk 第三章密度和比重实验方法主要有：环刀法细粒土）、蜡封法坚硬易碎）、灌砂法和灌水法砂砾石野外适用）。1）环刀法 一般选用体积为60立方厘M的环刀，施工现场检查压实度时用的较大些；环刀壁越薄越好； 实验时先做比环刀内径大的土柱，再压入环刀。2）蜡封法 适用于易破碎和不规则的土去掉松、浮和棱角土）。用蜡封法封闭土体测土体体积。蜡的温度刚过熔点，不要出现气泡，试样要缓慢放入。所用水的密度随

15、温度变化，因此要测水温。 NrpoJac3v13）灌砂法注意标准砂密度测定步骤）适用于粒径小于15mm的试样。在试坑中灌入标准砂，然后求得土的密度。试坑尺寸必须与试样颗粒粒径相一致P36）。开挖试坑时必须将松动的土全部取出，否则结果偏高。可以使用套环减少试坑表面不平带来的误差。灌砂过程中切忌不要震动。现场密度的测定方法主要有灌砂法、环刀法、核子密度仪法、钻芯法四种。2、比重实验比重瓶法适用于粒径小于5mm的土。用砂浴煮沸是为了去掉土中的空气，砂和低液限粘土大于30分钟，高液限粘土不少于60分钟。2）浮称法适用于粒径大于等于5mm，且粒径为20mm的质量应小于总质量的10。试样要洗净浸水1昼夜，

16、然后放入篮中摇动排除空气。3）虹吸筒法适用于粒径大于等于5mm，且粒径为20mm的质量应大于等于总质量的10。试样要洗净浸水1昼夜后晾干。注意事项：对于有可溶性盐或有机质的土样，可用中性液体代替纯水，用真空抽气代替煮沸法。fjnFLDa5Zo3、砂的相对密度实验实验步骤）仅仅用密度孔隙比）不能完全说明砂土的状态，只有相对密度才能解释砂的紧密程度。1）最大干密度实验 最小干密度实验最大孔隙比）用漏斗法。使砂从漏斗口离砂面12厘M，缓慢流入量筒中，然后倒转量筒几次，取的最小干密度。计算最大孔隙比：emax=Gs/dmin注意事项：1）测最大干密度时用最优含水率的砂样。测最小干密度实验用干试样。2）

17、容器内径对结果有影响，内径越大，测得的干密度越大。HbmVN777sL 第四章颗粒分析实验颗粒分析是测定土中各不同粒径的粒组质量占总质量的百分数的方法。是各粒组的相对百分比含量。可以对土进行分类，判断工程性质。 实验成果可以画成粒径分布曲线。横坐标为粒径的对数值，纵坐标为小于某粒径的土粒含量占总量的比例，曲线平缓说明：粒径相差大，级配好，易于压实。由此可计算某以粒径组的含量。V7l4jRB8Hs砂土从曲线上可以计算两个有用的指标。不均匀系数Cu和曲率系数CcP45）。Cud60/d10反映土粒分布范围） Ccd302/d10 d60 和B点(0.3mm，58%，则该土中粒径为0.3-0.5mm

18、的土重占总干土重的百分数为(18% AVktR43bpw方法主要有：筛分法、密度计、移液管法筛分法：适用于0.075mmd60mm的土。密度计、移液管法：适用于d0.075的土。1、筛分析法实验步骤） 首先将试样过2毫M的筛分成粗粒和细粒两组；如果粗粒组含量少于10则不需要在分析粗粒组；如果细粒组含量少于10则不需要分析细粒组，如果量大则可四分法后再进行筛分，筛分摇震时间一般为1015分钟。注意事项：当小于2mm的颗粒用四分法取样时，结果为1）司笃克原理：土颗粒在水中开始使加速运动，由于受到水粘滞阻力作用最后会等速下沉，粒径太大太小都不适用。2）实验原理：粒径为d的颗粒以速度v经过时间t后，下

19、降距离为L=vt,粒径大于d的下降距离肯定大于L，所以L平面以上只有粒径小于d的颗粒，测出此处的比重与原来的比重相比较，即可求出粒径小于d的颗粒百分数。颗粒越大下沉越快）2MiJTy0dTT实验开始：加入分散剂六偏磷酸钠进行分散土粒；上下搅拌各30次共1分钟，使土颗粒在水中均匀分布；将密度计放入液体1020秒后读数。密度计的作用：测量悬液密度；测量土粒沉降的距离。校正：当悬液不等于20度时，温度计要进行校正。甲乙密度计的可读和分度值范围。P49）当含盐量大于0.5时需要洗盐。3、移液管法 实验原理:按照固定的几组粒径颗粒在某一深度10厘M或者5厘M）处所需要的时间,计算颗粒含量； 上下搅拌各3

20、0次共1分钟，使土颗粒在水中均匀分布；将移液管放入液体10厘M10秒后吸取悬液。gIiSpiue7A 第五章 击实实验实验步骤）压实可以使土体强度增加、变形减小、渗透降低。土的压实与含水量、压实功、压实方法密切相关。击实实验可求得最大干密度dmax和最优含水量wop。可以用来计算压实度d/dmax）。 击实不是固结也不是压缩过程，而是在不排水条件下颗粒重组排列）的过程，可减少土的塑性变形和渗透系数。主要影响因素：含水率、击实功、土种类、级配、粗粒含量等。uEh0U1Yfmh击实曲线）特征原理：含水率低时，土粒表面含水层薄，土粒错动困难土粒任意排列，干密度低；含水率增加后，吸水层厚，土粒易于错动

21、，土粒定向排列，干密度增加。当含水率增加到某值后，由于封闭气泡在土体内，击实功消耗在孔隙气体上。体积不再变化。IAg9qLsgBX 实验注意事项：1）应根据塑限确定加水量。使得含水量一个在塑限附近，另外分别有2个试样含水量大于和小于塑限，且各个试样之间相差23。如9、11、13塑限）、15、17。然后浸润一夜。2）筒壁应涂油便于脱模，分层击实时应进行刨毛处理。3）最后一层击实高出筒应小于5毫M轻型）或6毫M击实曲线与饱和曲线不应该相交。WwghWvVhPE(5压实功不同，求得最大干密度和最优含水量也不同。击实功越大，最大干密度值越大，最优含水量值越小）。当含水率很高时，提高击实功效果不大。 a

22、sfpsfpi4k6）击实筒有大小之分实验，大击实筒内径15.2cm）适用于粒径小于38mm颗粒，小击实筒内径10.0cm）适用于粒径小于25mm颗粒。 一般用大击实筒，轻重型区别： 轻型:锤重2.5落高30击数27；重型:锤重4.5落高45击数98。7）试样分为：干法和湿法最大干密度:干法大于湿法最优含水量:干法小于湿法。粘土试样不宜用烘干试样。： m=mo(W-Wo/(1+Wo (式中mo、Wo分别表示土现在的质量和含水量，m、W表示需要加水的质量和要达到的含水量。ooeyYZTjj19）无粘性土击实曲线在含水较小含水率时，由于假粘聚力的存在，击实功消耗在克服假粘聚力上，出现最小干密度。随

23、着含水率的增加，假粘聚力消失，得到了较高的干密度。因此无粘性土的填筑需要不断加水才能压实。无粘性土填筑一般通过相对密度来控制）BkeGuInkxI10）两次实验密度差值应小于0.05g/cm3。塑性指数越高，其最大干密度越小。例题1 击实实验时有试样2006g，含水量为10.2，如果要得到含水量为13.2%的试样，加水多少？解：m=mo(W-Wo/(1+Wo2006 x (13.2%-10.2%/(1+10.2%=54.6gPgdO0sRlMo 第六章渗透固结实验1、渗透实验实验步骤） 渗透是水在孔隙中的流动，水力坡降越大渗透力越大。 渗透系数K是指：水力坡降为1时水的渗透速度。实验分为两种：

24、 常水头实验：适于粗粒土。3cdXwckm15变水头实验：适于细粒土粘性土）。测定在固定的渗透量下所需要的时间。达西定律的渗透属于层流，由于细粒土在起始比降以前、粗粒土在某一比降以后不属于层流，因此不适用达西定律。h8c52WOngM1）常水头实验土样分层装入圆筒，如粘粒多则需要铺2厘M的粗砂以防止细粒冲走；每层都需要从底部充水饱和；试样上方铺12厘M砾石层做缓冲层防止放水时冲散土颗粒；测压管应与溢水孔齐平,否则说明仪器有气。2）变水头实验饱和从试样上部进行；实验在固定的渗透量不同水位差下进行5-6次。v4bdyGious注意事项：1）实验用水：进行脱气，或者使用土中的天然水。2）水温：比试样

25、温度高34度,防止试样出现气泡。3）不同压实度的试样渗透系数不同，因此实验必须是在设计密度下测定。4）土的渗透速并不是实际流动的速度。5）保证实验效果措施：煮沸脱气、充分饱和、测压管水位稳定后记录水位J0bm4qMpJ92、固结实验实验步骤）主要仪器：环刀、加压设备、百分表、秒表由于应力作用引起土应变随时间变化的过程叫固结。土体固结与渗透性有密切关系。可以得到压缩指标P64）。本实验是单向固结实验，在压缩仪中指产生竖向压缩无侧向变形。假定P15）：1）土体是饱和的。2）压缩是由于孔隙体积的减小。3）排水在竖向发生。4）符合达西定律。5）荷载是均匀的一次施加XVauA9grYP有效应力：通过土体

26、颗粒的接触面传递的应力。孔隙水应力：饱和土体中由孔隙水来承担或传递的应力。附加有效应力：是固结过程中有效应力的增量。超孔隙水应力：是固结过程中孔隙水应力的增量。它们与附加应力有关系。bR9C6TJscw固结过程如吹填土的固结）是超孔隙水应力和附加有效应力转化的过程，固结实验的数学表达式：p=+= 孔隙水压力是存在的，但超孔隙水压力不存在了）。 固结度：是指在某一固结应力作用下，经过某一时间后土体发生固结或孔隙水应力消散的程度，公式为U=St/S。 pN9LBDdtrd为了实用，将不同固结应力分布情况下土层的平均固结度与时间因数之间绘成曲线，供查找。如果知道了最终沉降量，那么可以求某一沉降量的值

27、或其所需要的时间。固结实验是根据太沙基固结理论建立的。实验方法主要有：1）常规固结实验每级加荷时间为24小时，加荷率为1即每级压力比上一级增加1倍）。2）快速固结实验 砂性土加荷时间每级1小时，粘性土2小时。最后一级应为24小时。 DJ8T7nHuGT3）前期固结压力实验主要是最后一级加荷应大于前期固结压力或自重压力的5倍以上，采用e-lgP曲线测定。注意事项：1）试样两端应放置滤纸和透水石。2）加荷前应预加1kpa的力使得仪器结合紧密。3）若为饱和试样应在容器内注满水，非饱和试样应用棉纱围住透水石避免水分蒸发。4）若需要确定前期固结压力，加荷率应小于1，最后一级应大于1000kpa，使曲线末

28、端出现直线段。QF81D7bvUA5）由增加的有效应力产生的固结为主固结，应力不变化下产生的固结为次固结。6）固结时间t与时间因数T、土层厚度H、固结系数Cv之间的关系有： t = T H2/ Cv如果是双面排水，H应取土层厚度的一半。固结度相同时，时间因数T也相同。可见固结时间与试样厚度平方成正比。因此单面排水是双面排水时间的4倍。7）土体中实际渗透速度比理论的要小。8）若只测压缩系数，则稳定标准为每级荷载下试样变化小于0.05mm/h.若需测固结系数，则稳定标准一般为每级荷载24小时。4B7a9QFw9h例题1已知用2厘M厚试样做双面排水实验，达到某一固结度时用8分钟时间，那么同样土样如果

29、厚为8M时，达到相同固结度需多长时间？解：公式：t=T H2 /Cv 由于两者试样和固结度决定时间因数）均相同，故Cv 、 T也均相同，双面排水取厚度的一半，两者T/Cv比值相同，则： t1=T1 H12 /Cv1 。 t2=T2H22 /Cv2 t 2= 8 x 8002 /4 = 分钟ix6iFA8xoX第七章抗剪强度实验1、土的抗剪强度理论 1）莫尔圆三轴剪切原理） 在三轴压力作用下，在土体内任何一个平面上都作用着一个合应力，可以分解法向应力和切向应力，如果某一个平面上只有法向应力而没有切向应力，则该平面称为主应力面。由材料力学可知：一个微小单元体立方体）的三个主应力面是正交的，则三个主

30、应力1、2、3也是正交的。其中最大最小的主应力分别就是1、3利用P18公式可进行换算）。利用大小主应力可以画出莫尔圆。 wt6qbkCyDE莫尔圆示意图2）库仑定律直剪实验原理）土体中任何一个滑动面上存在着库仑定律，近似直线表示：C+tg土的抗剪强度C土的粘聚力滑动面的法向应力内摩擦角 通过剪切实验可以得到不同法向应力下的抗剪强度，把它们绘制在坐标上,得到直线的截距和倾角就是该土的C和。Kp5zH46zRk3）极限平衡和强度理论利用库仑直线和莫尔圆判断土体是否破坏！看图：如果利用土体实验数据可以得到库仑定律直线，那么根据土体存在的状态数据画出的莫尔圆C与直线相交，那么土体已经破坏，如果莫尔圆B

31、相切则是极限状态，如果是莫尔圆A则没有破坏，或者说数据点在直线外侧则破坏了，内侧没有破坏。Yl4HdOAA61同时可得到：土中某点破坏时，与中主应力2无关。破坏面与大主应力作用面 1）夹角为45/2。有关土的极限平衡状态的说法：1.莫尔应力圆与抗剪强度线相切，土体达到极限状态。2.土中任意面达到抗剪强度时，土体处于极限平衡状态。3.剪切破坏面与最大剪应力作用面有夹角/2sin =68.2 莫尔圆的半径=19.2。E836L11DO5 因此可确定该地基土处于稳定状态。2、直接剪切实验实验步骤）绘制剪应力随位移变化的曲线，确定抗剪强度，然后画出法向应力与抗剪强度的直线关系，S42ehLvE3M即可

32、确定粘聚力和内摩擦角两个强度指标。仪器有应力控制和应变控制式两种。一般用应变控制式。剪切方法有：快剪、固结快剪和慢剪。501nNvZFis剪切强度指标可以估算地基承载力、评价土体稳定性、计算地基沉降量。1）快剪施压后立即快速剪切35分钟破坏），不发生固结需放置不透水设施，周围涂凡士林）。多用于渗透系数小于10-6cm/s的粘性土，用来模拟土体厚施工速度快的情况。2）固结快剪固结后立即剪切，剪切过程中不固结。适用渗透系数小于10-6cm/s的粘性土和砂性土砂土即使施工速度很快，土体也会很快就排水固结完成）。用来模拟已经完全固结后又突然施加荷载的情况。3）慢剪施加压力经过316 个小时固结，然后再

33、剪切约14小时。实际工程中很少jW1viftGw9注意事项：1）渗透系数大于10-6cm/s的不能做快剪实验。2）如剪切曲线上无峰值出现，则应使位移达到6mm，取剪切位移为4mm时的剪应力为抗剪强度。3）固结快剪和慢剪时主固结完成的标准是变形小于0.005mm/h。4）抗剪强度：正常固结：快剪固结快剪慢剪。超固结：固结快剪最大5）与剪切速率有关，越快强度越大。不考虑固结）6）饱和粘性土的抗剪强度指标与排水条件和剪切速率有关，与孔隙水压力、试样大小无关。注意：无粘性土的粘聚力为0）xS0DOYWHLP注意事项： 1）在试样两端以及侧面涂凡士林。2）实验时如有峰值出现，则剪到35轴向应变时可停止，

34、如无峰值出现则应剪到25轴向应变时停止，取15对应值。3）破坏面是沿最软弱面如果是饱和软粘土0），则其不排水抗剪强度是无侧限抗压强度的1/2。LOZMkIqI0w5）灵敏度是原状土与重塑土无侧限抗压强度的比值。公式P71）为：Sq/q。 两土样应有相同的密度和含水量，重塑土样应立即进行实验，防止强度恢复。 4、三轴剪切实验使34个试样试样高度与试样直径的比应为 2.02.5）分别在不用的围压x、y、z三个方向）下施加变化的轴向压力，直到破坏，确定抗剪强度参数内摩擦角和凝聚力）。ZKZUQsUJed 该实验可控制排水条件，且剪切面不固定的。分3类：UU、CU、CD1）不固结不排水实验UU）在实验

35、中不允许排水，可得到总的或有效的强度参数和孔隙水压力。其强度包线不是直线。实验时如测力计出现峰值则剪切到5轴向应变就可停止，如无峰值应剪切到1520的轴向应变。2）固结不排水实验CU）试样在某一压力下固结，然后在不排水情况下剪切破坏。可得到总的或有效的强度参数和孔隙水压力。 若土层薄，渗透性大，施工速度慢可采用此种方法。dGY2mcoKtT3）固结排水实验CD）实验中允许排水固结，可得到有效的强度参数。剪切过程中应打开排水阀排水。 CU与CD测得的有效应力指标差值较大。注意事项：1）试样饱和分三种方法：抽气法、水头法、反压力法。2）粘性土分58层制样，粉质土分35层制样。3）剪切速率问题： U

36、U实验速率对强度影响不大要比粉质土 (0.1%0.5%慢；CD实验要缓慢的剪切(0.003%0.012%。也就是说：UUCUCD。rCYbSWRLIA4）当主应力差无峰值时，采用15的轴向应变时的应力差值作为破坏值。5）在CD实验中，孔隙水压力消散95时算作固结完成。 室内测定土的抗剪强度可以用十字板剪切仪、直剪仪、三轴仪等，但无侧限抗压强度仪不是。FyXjoFlMWh第八章土的动力特性实验动三轴实验是圆柱试样在三轴应力下固结固结一般大于12小时）后在不排水条件下做振动实验。也就是说在动荷载不排水条件下，土体孔隙水压力上升强度下降甚至会液化。TuWrUpPObX研究土在动荷载作用下应力应变孔压

37、的发展规律。一般比静荷载下的强度大变形小。1、小应力作用用来确定剪切动）模量和阻尼比两者为双曲线关系）。施加逐渐增大荷载率为1）的各级荷载，记录每级荷载下应力应变曲线或滞回圈，每级荷载振动尽可能少，模拟强震时n=10-15，考虑动力机器时n50-60当应变波形不对称或孔压较大时停止。2、大应力作用用来确定土的动强度和抗液化强度。当应变达到5或孔压达到侧压时停止。注意施加的荷载不能太小也不能太大，防止试样不能破坏或破坏太早7qWAq9jPqE动强度的确定P85）：1）试样在围压31下固结，用三个不等的动应力分别得到不同振动周数下的应变值，直到达到应变破坏一般为5），得到曲线。见图1。2）在5破坏

38、应变下得到三组动应力的关系，大致成直线。同样绘制在围压32、围压33下的直线。见图2。3）得到在某一破坏周数下的破坏动应力即动强度）d1、d2、d3。绘制振动应力圆即可得到动强度指标。见图3。llVIWTNQFk注意事项： 1）振动实验中荷载是等幅的拉压对称的正弦波，一般为1HZ。 2）测量的孔压对于砂土才有意义，粘性土传递消散慢不能准确反应动孔压变化。 3）液化判定原则P86）：孔压等于初始固结压力；应变峰值超过5；破坏时振动次数超过预估的限值。即应力、应变和孔压判定。yhUQsDgRT1 第九章软基加固主要方法1、地基基础知识地基受荷载作用将产生应力和变形。地基的破坏形式可分为两种：地基内

39、应力超过了土体的强度导致的破坏和变形超过允许值而导致的建筑物破坏。土力学研究的核心问题就是：强度、变形和稳定。沉降变形中的体积变和形状变形分别是由正应力和剪应力引起的。MdUZYnKS8I1）地基应力地基内部应力包括自重应力和附加应力。1）自重应力：指土体自重在地基内产生的应力。 如果有地下水，那么水面下的土应力包括有效应力由土体骨架传递的应力）和孔隙水应力+ h22）附加应力：由于外部荷载左右在地基内产生的应力。如果是集中力直接作用在地基上，则计算公式为(P10：Z3PZ3/2R5例 计算点1Z3，R2）和点2/(32*8=25.6如果集中力通过一基础作用在地基上，怎么解决呢？首先计算基础底

40、部的压力，然后计算附加应力。图a：po=P/A图b荷载偏心如果太大，超过B/6,那么pmin0，也就是说基础一端的底部将脱离地基，这是不允许的。不偏心为矩形，偏心小于B/6为梯形，等于B/6为三角形,大于B/6,为对角三角形）e5TfZQIUB5在实际工程中，一般是将基础埋入地下一定深度D，。那么此时的基底压力为基底附加应力，与基础宽度B、长度L、点的深度Z有关。s1SovAcVQM注意：1）对刚性基础而言，砂性土和粘性土的基底压力分布形状随着荷载的增加先不同后相同。/(p2p1是评价土体压缩性的指标，其值越大压缩性越大/lg(p2/p1。也是值越大压缩性越大。由e-lgp曲线还可以得到回弹指

41、数和先期固结压力）压缩模量：在有侧限条件下土体的应力增量与应变增量之比。 压缩指数、压缩系数、压缩模量：H/H1=e/1+e1H、e分别为土垂直变形和孔隙比变化量。H1、e1在压强p稳定后的土样高度和孔隙比。mLPVzx7ZNw2）先期固结压力由原始压缩曲线和再压缩曲线可以看出：在某一压力下，两者对应的孔隙比不同，这说明土体性质受应力历史的影响。AHP35hB02d工程上把历史上受到的最大有效应力Pc与现在的有效应力Po的比值叫超固结比，即： OCR=Pc/Po显然OCR1是超固结土，1为正常固结土，1为欠固结土。这个值的大小影响土的压缩性和抗剪强度，其中欠固结土的压缩性最大强度最小，超固结土

42、的压缩性最小强度最大。但与土的软硬没有任何关系。也并不是固结系数与孔隙比、压缩系数有关）越大压缩量就越大。NDOcB141gT3）地基沉降计算用分层总和法求。假设压缩是孔隙体积减少引起的，土粒本身压缩不计，压力分布是均匀的，土体无侧向变形。压缩层的厚度确定:用竖向附加应力与自重应力的比值来确定。粘性土：当计算此值为0.2，该深度范围为压缩层。计算时压缩层中各分层的厚度取，压缩后的变形量为(P15：H/H1=e/(1+e1H =H1e/(1+e1SH =H1e/(1+e1 S=S1zOk7Ly2vA3）地基承载力由于附加应力过大的剪切破坏或过大的沉降和沉降差都是引起地基破坏的形式。剪切破坏主要有

43、整体剪切低压缩性的坚硬土）、局部和刺入剪切地基承载力确定方法1）原位实验：现场平板载荷实验、标准贯入实验、静力触探实验等。 载荷实验曲线如图：曲线分为弹性阶段直线）、弹塑性阶段剪切）、塑性破坏阶段破坏），相应的荷载为临塑荷载和极限荷载。tqMB9ew4YX2）理论公式：普朗特尔公式，适用饱和软粘土；太沙基公式，适用条形基础；极限平衡理论代替了87规范的汉森公式）。3）规范表格法： 建筑地基基础设计规范编制了满足强度和变形的承载力表供查对。HmMJFY05dE2）影响地基承载力的因素太沙基公式： fu=BNr/2+DNq+CNc式中：、C土的容重、粘聚力B、D基础宽度和埋置深度Nr、Nq、Nc承

44、载力系数，为土的摩擦角的函数。由公式可知：当地下水位以下时，容重变为有效容重，此时承载力降低；基础宽度增加，基础埋深增加，增加抛石厚度，放慢加荷速度，承载力都会增加。但对于粘性土，虽然基础宽度增加基底压力减小，但是应力影响深度将增加，沉降可能变大。ViLRaIt6sk几点说明：1）按照塑性区开展深度来确定地基的容许承载力方法就是将地基中的剪切破坏区限制在某一范围内，视地基土能承受多大的基地压力。可知当塑性区深度为0时，地基可承受的基底压力就是临塑压力。2）浅基础的地基极限承载力是指地基中局部土体处于极限平衡状态时的荷载。naK8ccr8VIP(kpa100200300e1.120.990.91

45、解：H/H1=e/1+e1H =H1e/1+e1则H=10x0.17/(1+1.12=40.1cm注意：如果知道压缩系数应该想到公式：av=(e1e2/(p2p1。例题2 某矩形基础受均布荷载P，则基础中心下Z处与基础角点下2Z处的附加应力有何关系？解：A点：将基础划分成4均分，则附加应力为4个部分角点下附加应力的和：14KPf(L/2/(B/2,Z/(B/2P= 4f(L/B,2Z/BPB点：2KP= f(L/B,2Z/BP因此有：142 例题3 某条形基础宽度为2M，埋置在砂土层中，埋深为0.6M，地基受到的荷载为1500KN/m，已知地基土的参数：C=0，30，18。用太沙基公式计算地基

46、的极限荷载并验算地基稳定性稳定系数Ko取3）。B6JgIVV9ao2、软基处理软基：含水量大于液限，孔隙比小于1.0的粘性土以及标贯击数小于4的砂性土地基。主要特点是：高含水量、孔隙比大、压缩系数高、渗透系数小、承载力低。处理方法主要有：排水固结法、井点法、强夯法、振冲法、深层搅拌法以及换填法等。1）排水固结法排水固结效果和排水条件密切相关，有效的方法是增加排水途径，缩短排水距离。其结构分为加压系统和排水系统。P2IpeFpap51）加压分为堆载法、真空预压法、堆载真空联合法。 a 堆载法可利用重物分级施加，要严格控制加荷速率，需要设置砂垫层或竖向排水体。普通砂井井径比10.袋装砂井或塑料排水

47、板井径比25. b 真空预压法固结压力一次施加，不会产生剪切破坏，在排水过程中渗流引起的附加应力使得有效应力增加，孔隙水压力减小，提高了加固效果，便于大面积施工，无剪切变形。固结后真空压力就转化为有效应力。如铺设多层时。热合缝应大于20厘M。不适用于地下水充足的情况.稳定标准为：连续5-10天沉降小于等于2mm/d。真空预压施工顺序为：铺砂垫层打竖向排水通道在砂垫层表面铺设真空设备，挖压膜沟铺塑料薄膜、压沟安装泵管路布设沉降杆、抽气观测。3YIxKpScDM c 堆载真空联合法是设计荷载大于80kpa的情况适用，一般真空10天后可堆载，对淤泥质土要20-30天。 2）排水系统又又水平向和垂直向两种。水平向主要是砂垫层，厚度一般为陆上大于0.5M，水下大于1.0M，起排水和反滤作用。主要在加固深度小于5M时使用。垂直向主要是使用砂井、砂袋或塑料排水板，布置成等边三角形或正方形。2）振冲法可分为振冲挤密和振冲置换法。gUHFg9mdSs1）振冲挤密靠振冲器振动使饱和砂层液化颗粒重新排列的同时载水平振动下通过填料砂和碎石）使砂层挤密。根据振冲器加速度大小，加固区可划分为