《土工试验与测试》PPT课件

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1、第1章土工试验与测试第1章土工试验与测试1.1室内试验1.2模型试验1.3原位测试与现场观测土力学中试验与测试的作用1．揭示土一般的力学性质和规律—理论的建立，了解特定的土的物理力学性质；2．确定各种理论和工程设计参数，验证各种理论的正确性和实用性；3．模型试验、足尺试验不仅可以验证理论与数值计算的合理性，还可用以解决实际工程问题；4．原位测试、现场监测为数值计算的反分析、安全性评价和信息化施工服务1.1室内试验1.1.1强度测定仪器直剪仪（directshearapparatus）单剪仪（directsimpleshearapparatu）环剪仪（torsional(ring)shea

2、rapparatus）1.直剪仪（directshearapparatus）（1）古老：1776年Coulomb（2）直观、简便、经济（3）应力应变条件复杂、不均匀（4）排水条件不明确直剪仪仪器简图初始状态直剪试验中剪切面处土的应力状态变化0f1v破坏状态f1f3k0v2.单剪仪（directsimpleshearapparatus）（1）应力状态均匀（2）断面积不变（3）循环加载与动力试验（4）破坏面位置不确定单剪试验原理用一系列环形圈代替刚性盒，因而没有明显的应力应变不均匀，试样内所施加的应力被认为是纯剪。单剪试验的应力状态：水平面不一定是破坏面初始状态破坏状态

3、1f3fvvh,h单剪试验应力状态变化3.环剪仪（torsional(ring)shearapparatus）实验原理：环剪仪的剪切盒一般由一对金属环组成，试样放在环状剪切盒内。试验时，法向应力由传力板直接施加在环状试样的上部，并通过传力板上的刀口将试样上表面固定，而下剪切盒转动给试样施加扭矩，实际上环剪试验和直剪试验一样，破坏面是一个预设的剪切面。（1）剪切面面积不变（2）便于用同一试样连续做几个正压力试验——测定残余强度环剪试验1.1.2变形参数测定试验——侧限压缩仪（oedometerconsolidationtestapparatus）1．侧限应力状态（hK

4、0v)2．压缩与固结试验3．试验结果：e-p曲线与e-lgp曲线：（侧限）压缩模量：Es压缩系数：a体积压缩系数：mv压缩（回弹）指数Cc、Ce环刀侧限压缩试验1.1.3三轴仪与试验（1）1930A.Casagrande提出圆柱试样（2）1933Seffert用三轴仪研究固结（3）1934Rendulic利用测定土的强度参数（4）1959黄文熙，汪闻韶研制动三轴试验（5）三轴仪的发展：动三轴、大尺寸三轴仪、　高压三轴、非饱和土三轴仪、应力与应变路径控制三轴仪……（6）变形与强度试验（7）应力状态明确，简单；排水条件明确三轴仪三轴仪原理图常规三轴压缩试验的应力状态简图固结不排水三轴试验两

5、个参数p，q对于三轴应力状态：=这两个参数对于三轴应力状态使用比较简便本书中也常用另外两个常用参数（不计中主应力）一般应力状态下，为了表示主应力的大小常用另外两个参数应力洛得角：毕肖甫参数：1.三轴仪的不同应力路径试验HC：静水压力（各向等压）试验＝2＝3PL：比例加载试验：/3为常数CTC：常规三种压缩试验：3为常数（围压）CTE：常规三轴伸长（挤长）试验：3（轴应力）为常数TC：p为常数三轴压缩试验（轴应力增－围压减）TE：p为常数三轴伸长试验（轴应力减－围压增）RTC：减压三轴压缩试验：（轴应力）为常数RTE：减压三轴伸长试验：1（围压）为常数HC:

6、hydrostaticcompressionCTC:conventionaltriaxialcompressionCTE:conventionaltriaxialextensionRTC:reducedtriaxialcompressionRTE:reducedteiaxialextensionTC:triaxialcompressionTE:triaxialextensionqpTCTEHC0RTERTCPLCTC31CTE32图1－10利用三轴仪进行不同应力路径的试验不同应力路径下的三轴试验应力特点（加载时）不同应力路径的斜率:CTC（常规三轴压缩试验)：c为常数，CTE（常规三轴

7、伸长—挤长试验)：a为常数，c增加RTC（减载三轴压缩试验)：a为常数，c减小RTE（减载三轴伸长试验)：c为常数，a减小qpTCTEHC0RTERTCPLCTC31CTE323-2图1－11三种应力路径的斜率2.三轴试验的一些问题（1）边界条件影响：上下的边界的摩擦增加了局部的围压使应力、变形不均匀改变了破坏状态——鼓胀与剪切面形成（2)试样体积变化的量测饱和土：量水管非饱和土：压力室的体积变化（双筒）其它的量测方法图