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《土质学与土力学配套教学课件杨红霞 第10章 土在动荷载作用下的特性.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第10章土在动荷载作用下的特性□10.1土的压实性□10.2砂土和粉土的振动液化10.1土的压实性10.1.1土的压实性对工程的意义土的压实是指采用人工或机械对土施以夯压能量(如夯、碾、振动等方式),使土颗粒重新排列压实变密,外部的夯压功能使土在短时间内得到新的结构强度,包括增强粗颗粒土之间的摩擦和咬合,以及增加细粒土之间的分子引力以改善土的性质。实践表明,由于土的基本性质复杂多变,不同土类对外界因素作用的反应不同。同一压实功能对于不同状态的土压实效果完全不同,而为了达到同样的压实效果又可能付出相当大的不符合技术经济要求的代价。因此为了技术可靠和经济合理,需要了解土的压实性及其变化规律。
2、在工程建设中,经常遇到填土,为了改善这些土的工程性质,常采用压实的方法使土变得密实。如路堤、土坝以及10.1土的压实性用土作为桥台、挡土墙、埋设的管道或基础的垫层或回填土等,都是把土作为建筑材料,按一定要求和范围进行堆填而成。填土不同于天然土层,经过挖掘、搬运之后,原状结构已被破坏,含水量也已变化,堆填时必然在土团之间留下许多大孔隙。未经压实的填土强度低,压缩性大而且不均匀,遇水易发生塌陷、崩解等。为满足工程要求,必须按一定标准压实。特别是路堤在车辆反复动荷载作用下,可能出现不均匀、过大的沉陷或塌落甚至失稳滑动,路堤填土必须具有足够的密实度以确保通行安全。对于松散土层构成的路堑地段的路基
3、,为改善其工作条件也应予以压实。土的压实也用在地基处理方面,某些松软的地基土,由于其强度低、变形大,直接在其上修建建筑物,不能满足地基承载力、变形的设计要求,需进行加固处理。10.1土的压实性可采用换填垫层法加固,通过分层压实改善土的不良性质。土的压实是在动荷载作用下得到的,提高了土的密实度,从而使土的强度得到提高,土的压缩性降低和透水性减小。还可采用重锤夯实处理软弱地基提高其承载力。本节从土质学和土力学的角度,介绍土体压实的机理及压实土的力学特性与指标。图10-1击锤和导杆(单位:mm)a)2.5kg击锤-落高30cmb)4.5kg击锤-落高45cm1—提手2—导筒3—硬橡皮垫4—击锤
4、10.1土的压实性10.1.2土的击实试验与土的压实特性1.土的击实试验击实试验是研究土压实性能的室内试验方法,主要设备是标准击实仪,如图10-1、图10-2所示。击实仪的基本部分是击实筒和击实锤,前者用来盛装制备土样,后者对土样施以夯实功能。根据击实土的最大粒径,分别采用两种不同规格的击实筒,击实筒的规格如图10-2所示。击实试验方法和相应设备的主要参数应符合表10-1的规定。击实试验分轻型击实和重型击实。轻型击实试验适用于粒径不大于20mm的土,重型击实试验适用于粒径不大于40mm的土。10.1土的压实性图10-2击实筒(单位:mm)a)小击实筒b)大击实筒1—套筒2—击实筒3—底板
5、4—垫块表10-1击实试验方法种类试验方法类别锤底直径/cm锤质量/kg落高/cm试筒尺寸试样尺寸层数每层击数击实功/(kJ/m3)最大粒径/mm内径/cm高/cm高/cm体积/cm3轻型Ⅰ-1Ⅰ-2552.52.530301015.212.71712.7129972177332759598.2598.22040重型Ⅱ-1Ⅱ-2554.54.545451015.212.71712.71299721775327982687.02677.2204010.1土的压实性试验时,按土的塑限估计最佳含水量,并依次按相差约2%的含水量制备一组试样(不少于5个),其中有两个大于和两个小于最佳含水量。将含
6、水量一定的土样分层装入击实筒内,每装一层后都用击实锤按规定的落距锤击一定的次数,然后由击实筒的体积和筒内被击实土的总质量计算出被击实土的湿密度ρ,从已被击实的土中取样测定其含水量ω,由式(10-1)计算击实土样的干密度ρd,即ρd=(10-1)这样通过对一个土样的击实试验就得到一对数据,即击实土的含水量ω与干密度ρd。对一组不同含水量的同一种土样按上述方法作击实试验,便可得到一组成对的含水量和干重度,将这些数据绘制成击实曲线,如图10-3所示。击实曲线反映了在一定击实功作用下土的含水量与干密度的关系。10.1土的压实性图10-3击实曲线2.土的压实特性(1)压实曲线形状击实试验得到的击实
7、曲线是研究土压实特性的基本关系图。从图10-3可见,击实曲线上有一峰值,此处的干密度最大,称为最大干密度;与之对应的含水量称为最佳含水量ωop(或称最优含水量)。峰值点表明,在一定的击实功作用下,只有当压实土为最佳含水量时,土才能被击实到最大干密度,才能达到最佳压实效果。10.1土的压实性最佳含水量ωop和最大干重度对于路基设计和施工都很有用。为了在现场控制施工质量,保证在一定的施工条件下压实填土达到设计所要求的压实度标准,需要得到
