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3.5.1 土的排水与不排水强度1课程教案、知识点、字幕

同学们好

下面我们学习第五节

土的排水与不排水强度

这一节包括三方面的内容

一、有效应力原理及孔压系数

二、砂土的排水和不排水强度

三、黏土的排水与不排水强度

关于有效应力原理

我们比较熟悉

其要点之一是

总应力等于有效应力加孔隙水压力

在静水条件下孔隙水压力u等于γw∙h

γw是水的重度

h是水的深度

在应用有效应力原理时

常常会有一些错误的认识

比如

有人认为黏土中的孔隙水压力

应该在γw∙h的基础上

进行折减

还有人认为

孔隙水只是土体的一部分

所以有效应力原理的表达式

应该修改为

σ=(1-n)σ'+nu

造成这些错误认识的主要原因是

没有搞清楚一些重要概念的本质

比如

土颗粒 土骨架 土体有什么区别

什么是有效应力?

土骨架是由相互接触的固体颗粒

所形成的架构

具有相应土体的

全部体积和全部截面积

有效应力是由土骨架承担和传递的那部分应力

而不是颗粒内部的应力

因为有效应力原理很重要

我们推导一下它的表达式

作为基础

我们先用经典的方式推导

这个土体单元受竖向应力σ的作用

过土体单元取一水平截面

并用该面附近

过颗粒接触点的曲面a-a代替

如果取严格的平面

将穿过土颗粒

而我们定义的有效应力

不是指颗粒内部的应力

用A表示土单元的横截面积

αc表示

颗粒接触点的水平面积之和

与A的比值

任意相邻两个土粒间的

相互作用力竖直向的分量为PSVi

则可给出总应力σ的表达式

土颗粒之间多为点接触

接触面积很小

则αc趋向于0

再结合有效应力的定义

则可得出有效应力原理的表达式

我们取严格的平面

可否推导出有效应力原理的公式呢

答案是肯定的

这就是有效应力原理的推导方法之二

取穿过土单元的水平面a-a

其面积为A

通过任意一个土颗粒i的

横截面积为Asi

该土颗粒受力竖直向的分量为PSVi

则Asi上的应力为

σsi=u+PSVi/Asi

考虑到该平面上

所有颗粒断面积之和为A∙(1-n)

可得所有颗粒断面上

竖直向的合力为

P1=ΣPSVi+A∙u∙(1-n)

n为孔隙率

显然

水压力的合力为P2=A∙u∙n

我们可进一步得出总合力

P=P1+P2的表达式

两边同时除以A

再结合有效应力的定义

则可得出有效应力原理的表达式

下面讨论下多孔介质的有效应力原理的适用范围

实践证明

有效应力原理对饱和土是适用的

但应用于岩石 混凝土

或非饱和土时

有效应力原理形式不同

究其原因

如图所示

某些多孔介质的孔隙

与固体可能都是连续的

固体的接触或连接面积不可忽略

下面讨论下孔隙压力系数

主要讨论三轴应力状态的孔压系数A与B

等向压缩条件下产生的孔压为Δu0

偏差应力条件下产生的孔压Δu1

则总的孔压为:

Δu=Δu0+Δu1

=B[Δσ3=A(Δσ1-Δσ3)]

在孔压系数B的表达式中

CV为孔隙流体的压缩系数

饱和土CV趋向于0

干土CV趋向于∞

CS为土骨架的体积压缩系数

一般比较大

可以得出

饱和土B=1

干土B=0

一些饱和岩石和土的孔压系数B的参考值

列在这个表中

对一般的黏土和砂土

饱和时B值取1

不会引起太大误差

特别是黏土

这个表给出了非饱和黏土的孔压系数B

随饱和度的变化

二者呈正相关关系

但不是线性关系

更不是相等的关系

在一般应力状态下

李广信认为

孔压增量Δu

除了与平均应力增量Δp

和广义剪应力增量Δq有关以外

还与qΔθ有关

可以写成

du=b(dp+adq+cqdθ)

以饱和土为例

b=1

a和c可以根据土的弹塑性理论求出

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

--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

--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

--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

--5.1 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

--6.1 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

3.5.1 土的排水与不排水强度1笔记与讨论

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