高等土力学-土的排水与不排水强度word版本.ppt

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1、高等土力学-土的排水与不排水强度3.5.1概述由于颗粒间接触点的面积很小。图3－53土粒的接触饱和土的有效应力原理的推导(1)：有效应力的定义有效应力原理的推导(2)土颗粒之间为点接触，接触面积可以忽略c0。A有效应力原理的推导(3)aaPsviPsviusi=u+Psvi/AsiaaAsi=A（1－n）P2＝AunAP多孔介质的有效应力原理的适用范围岩石与混凝土、非饱和土有效应力原理形式不同。某些多孔介质的孔隙与固体可能都是连续的，固体的接触面积不可忽略。图3－55某些多孔介质的孔隙强度问题变形问题孔隙水压力系数三轴应力状态的孔压系

2、数A与B孔隙流体小0（饱和）土骨架——压缩系数大B=1B=0图3－56孔压系数B块石或土Cs10-4×kPa-1n（%）B巴斯石灰岩0.06150.468滑石0.25300.647密砂15400.988硬黏土80420.997软黏土400550.999表不同岩土的孔压系数B非饱和黏土的孔压系数B孔压系数B饱和度图3－78饱和度与孔压系数B对于弹塑性模型，相适应流动规则：B=1.0孔压系数a:孔压系数c:一般应力状态下：其中3.5.2砂土的排水和不排水强度密砂松砂图3－57砂土的排水试验A:CU,Dr=30%B:CU,Dr=44%图3－58不同

3、密度砂土的三轴试验C:CU,Dr=47%D:CD,Dr=30%c=400kPa图3－59松砂土的最大应力差与最大应力比0((-总应力强度(峰值）有效应力强度最大应力差对应的强度总应力强度(残余）(-1临水松砂岸坡的流滑：松砂的不排水总应力残余强度只有3～5。图3－60水松砂岸坡的流滑（液化）1-3砂土的流滑试验振动荷载下的饱和砂土排水试验饱和松砂：dkPa1/32随着循环次数的增加，孔隙水压力增加，达到极限平衡状态—轴向应变突然加大，土样破坏。应力循环次数N应力循环次数

4、N轴向应变孔隙水压力u3.5.3黏土的排水与不排水强度1.饱和黏土的排水试验CD2.饱和黏土的三轴固结不排水试验CU3.固结不排水试验（CU）确定的强度指标4.黏土的不固结不排水试验（UU）5.排水和不排水强度指标的工程应用6.非饱和土的强度与强度理论三轴排水与不排水试验不固结不排水(UU)：unconsolidatedundrained固结不排水(CU)：consolidatedundrained固结排水(CD)：consolidateddrained1.饱和黏土的排水试验CDe正常固结黏土0固结压缩试验固结排水试验强度包线（过原点）

5、图3－61正常固结黏土的压缩曲线与强度包线1.饱和黏土的排水试验CDe超固结黏土固结压缩试验固结排水试验强度包线图3－62超固结黏土的压缩曲线与强度包线2.饱和黏土的三轴固结不排水试验CU正常固结土－剪缩（正孔压）；超固结土－剪胀（负孔压）图3－63黏土的三轴固结不排水试验3.固结不排水试验（CU）确定的强度指标超固结土正常固结土超固结土图3－64总应力路径与有效应力路径超固结正常固结图3－65先期固结压力p附近的包线4.黏土的不固结不排水试验（UU）原状土的不扰动取样过程图3－66正常固结黏土的沉积、固结与取样过程应力路径（1）正常

6、固结土的原位应力状态（不计静水压力）vvhu=0h总应力超静孔隙水压力有效应力图3－67原位应力状态放入压力室以前：体积不变,负孔压ur（2）取样以后的应力状态总应力有效应力v=-urh=-ur孔压ur<000图3－68原状土取样以后如果：c=uc=－ur,则：u=0,´=c总应力c=ucvc=hc=c-ur-uc=-ur有效应力孔压ur+uc-ur-ur（3）施加围压后图3－69施加围压c产生超静孔压uc=c总应力有效应力孔压ur+ucuc（4）剪切过程图3－70施加轴向应力

7、产生超静孔压±u总应力有效应力孔压ur+ucufcf（5）试样破坏时情况图3－71试样破坏时的应力状态uf饱和土的不排水包线是一条水平线，其斜率uu＝u=0。图3－72UU的强度包线剑桥模型与p,q,e间的唯一性关系有效应力路径的唯一性，物态边界面的唯一性；相同围压，不同总应力路径的CU试验有效应力路径和强度的唯一性。CU试验有效应力路径的唯一性qp,p0非饱和黏土的三轴不排水试验强度包线图3－73非饱和黏土UU的强度包线5.排水和不排水强度指标的工程应用（1）有效应力强度指标(CD)①对于砂土，在一般加载的

8、速率下，用有效应力强度指标进行分析——CD。②对于黏性土，如果在计算中，超静孔压已经全部消散(加载很慢），或者土中的孔隙水压力可以准确地确定，也可以用