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3.4.3 影响土的强度的外部因素3在线视频

下一节:3.5.1 土的排水与不排水强度1

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3.4.3 影响土的强度的外部因素3课程教案、知识点、字幕

在第四部分

讨论土的抗剪强度与加载速率的关系

即时间对土的抗剪强度的影响

包括三方面的内容

1. 瞬时加载下土的动强度

2. 土的蠕变强度

3. 土的时效性—拟似超固结土

先讨论第一部分

瞬时加载下土的动强度

实践表明

在冲击荷载下

土的强度一般有所提高

这可能与土的破坏需要一定时间调整有关

对于饱和土

其强度还与超静孔隙水压力的产生

和消散有关

这张图表示干砂的强度

与加载速率的关系

横坐标为加载时间

时间越短表示加载速率越大

纵坐标为破坏时的应力比

可以看出

在冲击荷载的作用下

干砂的强度为静载时的1.1~1.2倍

这张图表示饱和砂土

在不同试验中强度与孔隙比的关系

围压为200kPa

横坐标为孔隙比

纵坐标为破坏时的偏差应力

在冲击荷载的作用下

饱和砂土来不及排水

相当于不排水情况

对于密砂

由于剪胀趋势而产生负孔压

从而大大提高了抗剪强度

对于很松的砂

由于产生正孔压

冲击荷载作用下的强度可能低于静力强度

甚至引发液化

在临界孔隙比时

静力加载下的排水强度

不排水强度和冲击加载强度基本相同

这个图给出了黏土

在不同加载速率下的不排水强度

横坐标为加载速率

纵坐标为不同加载应变率下的

不排水强度与应变率为1时强度的比值

可以看出

加载应变率每提高一个数量级

强度提高约10%

理查德给出了相关的公式

动抗剪强度是静抗剪强度的K倍

影响K的因素包括

土的类型和性质以及围压等

K随围压的增加而增加

下面讨论土的蠕变强度

在极慢的加载速率下

某些土发生破坏时的应力

远低于常规试验的峰值强度

这种情况下的破坏称为蠕变破坏

相应的强度称为蠕变强度

蠕变强度对于土工问题有重要的意义

对于土坡的稳定问题

破坏可能从土体的局部高应力水平区开始

由于蠕变而逐步扩展

最终达到整体剪切破坏发生滑坡

许多天然滑坡就是这样发生的

挡土构造物中的土压力也受蠕变的影响

土的长期强度降低

可使主动土压力增加

例如在软黏土中开挖的基坑

如果基坑暴露时间过长

其支护结构可能会由于

土的流变性引起的应力松弛而破坏

此外

不同应力和边界条件下蠕变的影响不同

对六种原状黏土

在含水量不变的前提下

进行无侧限抗压强度试验

加载1分钟即破坏的强度为q1

在不同的加载时间破坏的强度为q

强度比为R=q/q1

这个图给出了强度比与加载时间的关系

纵坐标为R

横坐标为加载时间

可见强度比

基本上随时间按对数关系衰减

下面讨论土的时效性

并介绍拟似超固结土的概念

对正常固结土

在某压力作用下主固结已经完成

但如果此压力长时间继续施加

由于土的流变性

而发生的次固结会使它继续压缩变密

从而使黏土颗粒进一步接近

粒间力加强和胶结材料凝固

在成千上万年的有效应力作用下

次固结使这种正常固结的老黏土表现为

类似超固结土的特性

这就是拟似超固结土

这张图给出了不同固结时间的压缩曲线

在有效自重应力p0作用下

新近沉积的正常固结土的孔隙比为e0

固结后一万年时

土的孔隙比为e0ʹ

它相当于新近沉积正常固结土

在压力pcq下的孔隙比

在正常固结线NCL上

pcq>p0

只有上覆压力大于pcq时

该土才会再发生明显的变形

这种老正常固结土

有与超固结土相似的特性

被称为“拟似超固结土”

pcq/p0称为拟似超固结比

对新近沉积的正常固结土

在不同的压力下固结后

再经历相同的次固结时间

得到不同的孔隙比

固结压力和孔隙比的关系

在该坐标系内也是一条直线

次固结时间越长

该直线越向下

拟似超固结比越大

图中红色箭头指示了

在压力p0下固结后

不同次固结时间

对应的孔隙比

和拟似先期固结压力

拟似超固结土的抗剪强度

明显高于正常固结土

这个图给出了不同次固结历时

试样的固结不排水试验的有效应力路径

tp表示主固结完成需要的时间

共进行了三组试验

先进行侧限压缩

分别在主固结完成以后

再经历1倍tp

10倍tp和100倍tp时间的次固结

红线表示主固结完成后的有效应力状态

黑点表示次固结完成后的有效应力状态

然后进行不排水三轴试验

曲线表示有效应力路径

黑色直线表示峰值强度线

绿线表示残余强度线

由试验结果可以看出

随着次固结时间的增加

K0变大

峰值强度提高

但残余强度均接近正常固结土

不管是砂土还是黏土

在正常试验中保持应力状态不变

而加载短暂停顿

然后再继续加载

其强度往往有所提高

应力应变曲线的斜率也增加

这与砂土颗粒位置调整

或黏土的触变性有关

下面我们讨论温度与土强度的关系

在较高温度下

水的黏滞性变小

渗透系数增加

从而在高温下固结的饱和黏土的孔隙比减小

土的密度也较高

强度也会提高

在不排水情况下剪切时

较高的剪切温度可能产生

较高超静孔隙水压力

减少土的有效应力

从而使土的抗剪强度下降

这个图可以说明温度

对高塑性淤积黏土固结不排水强度的影响

试样先在竖向压力pc=408kPa下固结

然后进行不排水剪切

横坐标为剪切时的温度Ts

纵坐标为试样的抗剪强度

图中的每条线对应不同的固结温度Tc

可以看出

随着固结温度Tc的提高

在同样剪切温度下的抗剪强度也越高

在同样固结温度Tc下

剪切温度越高

抗剪强度越低

高等土力学课程列表：

第0章绪论

-0.1 岩土工程的学科特点与发展

--0.1.1 岩土工程的学科特点与发展1

--0.1.2 岩土工程的学科特点与发展2

--0.1.3 岩土工程的学科特点与发展3

-0.2 土力学学科的发展历史

--0.2.1 土力学学科的发展历史1

--0.2.2 土力学学科的发展历史2

-0.3 岩土工程实践的发展

--0.3.1 岩土工程实践的发展1

--0.3.2 岩土工程实践的发展2

-0.4 理论与工程的检验

--0.4 理论与工程的检验

-0.5 岩土工程的可持续发展

--0.5 岩土工程的可持续发展

-第0章绪论-作业

第1章土工试验及测试

-1.0 概述

--1.0 概述-作业

-1.1 室内试验

--1.1.1 室内试验1

--1.1.2 室内试验2

--1.1.3 室内试验3

--1.1.4 室内试验4

--1.1.5 室内试验5

--1.1.6 室内试验6

--1.1 室内试验-作业

-1.2 模型试验

--1.2 模型试验

--1.2 模型试验-作业

-1.3 原位测试与现场观测

--1.3 原位测试与现场观测

--1.3 原位测试与现场观测-作业

-1.4 试验的检验与验证

--1.4 试验的检验与验证

第2章土的本构关系

-2.1 概述

--2.1 概述-作业

-2.2 应力和应变

--2.2 应力和应变

--2.2 应力和应变-作业

-2.3 土的应力变形特性

--2.3.1 土的应力变形特性1

--2.3.2 土的应力变形特性2

--2.3.3 土的应力变形特性3

--2.3.4 土的应力变形特性4

--2.3 土的应力变形特性-作业

-2.4 土的弹性模型

--2.4.1 土的弹性模型1

--2.4.2 土的弹性模型2

--2.4.3 土的弹性模型3

--2.4.4 土的弹性模型4

--2.4.5 土的弹性模型5

--2.4 土的弹性模型-作业

-2.5 土的弹塑性模型的一般原理

--2.5.1 土的弹塑性模型的一般原理1

--2.5.2 土的弹塑性模型的一般原理2

--2.5.3 土的弹塑性模型的一般原理3

--2.5.4 土的弹塑性模型的一般原理4

--2.5 土的弹塑性模型的一般原理-作业

-2.6 剑桥模型

--2.6.1 剑桥模型1

--2.6.2 剑桥模型2

--2.6.3 剑桥模型3

--2.6.4 剑桥模型4

--2.6 剑桥模型-习题

-2.7 其它典型弹塑性模型

--2.7.1 其它典型弹塑性模型1

--2.7.2 其它典型弹塑性模型2

--2.7.3 其它典型弹塑性模型3

--2.7 其它典型弹塑性模型-作业

第3章土的强度

-3.1 概述

--3.1.1 概述1

--3.1.2 概述2

--3.1 概述-作业

-3.2 土的抗剪强度的机理

--3.2.1 土的抗剪强度的机理1

--3.2.2 土的抗剪强度的机理2

--3.2.3 土的抗剪强度的机理3

--3.2 土的抗剪强度的机理-作业

-3.3 土的强度与土的物理性质

--3.3.1 土的强度与土的物理性质1

--3.3.2 土的强度与土的物理性质2

--3.3 土的强度与土的物理性质-作业

-3.4 影响土的强度的外部因素

--3.4.1 影响土的强度的外部因素1

--3.4.2 影响土的强度的外部因素2

--3.4.3 影响土的强度的外部因素3

--3.4 影响土的强度的外部因素-作业

-3.5 土的排水与不排水强度

--3.5.1 土的排水与不排水强度1

--3.5.2 土的排水与不排水强度2

--3.5.3 土的排水与不排水强度3

--3.5.4 土的排水与不排水强度4

--3.5 土的排水与不排水强度-作业

-3.6 土的强度理论

--3.6.1 土的强度理论1

--3.6.2 土的强度理论2

--3.6.3 土的强度理论3

--3.6.4 土的强度理论4

--3.6 土的强度理论-作业

-3.7 黏性土的抗拉强度

--3.7 黏性土的抗拉强度

--3.7 黏性土的抗拉强度-作业

第4章土中渗流

-4.1 概述

--4.1 概述-作业

-4.2 饱和土的渗透性和基本方程

--4.2.1 饱和土的渗透性和基本方程1

--4.2.2 饱和土的渗透性和基本方程2

--4.2.3 饱和土的渗透性和基本方程3

--4.2.4 饱和土的渗透性和基本方程4

--4.2.5 饱和土的渗透性和基本方程5

--4.2 饱和土的渗透性和基本方程-作业

-4.3 饱和土二维渗流和流网

--4.3.1 饱和土二维渗流和流网1

--4.3.2 饱和土二维渗流和流网2

--4.3.3 饱和土二维渗流和流网3

--4.3 饱和土二维渗流和流网-作业

-4.4 饱和渗流数值计算方法

--4.4.1 饱和渗流数值计算方法1

--4.4.2 饱和渗流数值计算方法2

--4.4.3 饱和渗流数值计算方法3

--4.4.4 饱和渗流数值计算方法4

--4.4 饱和渗流数值计算方法-作业

-4.5 非饱和土中水的形态和基质吸力

--4.5.1 非饱和土中水的形态和基质吸力1

--4.5.2 非饱和土中水的形态和基质吸力2

--4.5 非饱和土中水的形态和基质吸力-作业

-4.6 非饱和土土水特征曲线

--4.6.1 非饱和土土水特征曲线1

--4.6.2 非饱和土土水特征曲线2

--4.6.3 非饱和土土水特征曲线3

--4.6 非饱和土土水特征曲线-作业

-4.7 非饱和土的渗透性和数值计算

--4.7.1 非饱和土的渗透性和数值计算1

--4.7.2 非饱和土的渗透性和数值计算2

--4.7.3 非饱和土的渗透性和数值计算3

--4.7 非饱和土的渗透性和数值计算-作业

第5章土的压缩与固结

-5.1 概述

-5.2 土的压缩与地基的沉降

--5.2.1 土的压缩与地基的沉降1

--5.2.2 土的压缩与地基的沉降2

--5.2 土的压缩与地基的沉降-作业

-5.3 地基沉降的计算方法

--5.3.1 地基沉降的计算方法1

--5.3.2 地基沉降的计算方法2

--5.3.3 地基沉降的计算方法3

--5.3 地基沉降的计算方法-作业

-5.4 单向固结的普遍方程及一般问题

--5.4.1 单向固结的普遍方程及一般问题1

--5.4.2 单向固结的普遍方程及一般问题2

--5.4.3 单向固结的普遍方程及一般问题3

--5.4 单向固结普遍方程及一般问题-作业

-5.5 土的三维固结理论

--5.5.1 土的三维固结理论1

--5.5.2 土的三维固结理论2

--5.5.3 土的三维固结理论3

--5.5.4 土的三维固结理论4

--5.5.5 土的三维固结理论5

--5.5.6 土的三维固结问题6

--5.5 土的三维固结理论-作业

-5.6 关于土体固结的其他问题简介

--5.6 关于土体固结的其他问题简介

--5.6 关于土体固结的其他问题简介-作业

第6章边坡稳定分析

-6.1 概述

-6.2 边坡稳定分析方法

--6.2.1 边坡稳定分析方法1

--6.2.2 边坡稳定分析方法2

--6.2.3 边坡稳定分析方法3

--6.2.4 边坡稳定分析方法4

-6.3 最小安全系数和潜在滑动面的搜索方法

--6.3 最小安全系数和潜在滑动面的搜索方法

-6.4 极限平衡法边坡稳定分析的一些结论

--6.4 极限平衡法边坡稳定分析的一些结论

-6.5 塑性力学上下限定理简介

--6.5 塑性力学上下限定理简介

-6.6 基于有限单元法的边坡稳定分析

--6.6 基于有限单元法的边坡稳定分析

-6 边坡稳定分析-作业

3.4.3 影响土的强度的外部因素3笔记与讨论

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