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3.5.3 土的排水与不排水强度3在线视频

下一节:3.5.4 土的排水与不排水强度4

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3.5.3 土的排水与不排水强度3课程教案、知识点、字幕

下面我们讨论第五节的第三部分

黏土的排水与不排水强度

这部分包括六方面的内容

1. 饱和黏土的排水试验

2. 饱和黏土的三轴固结不排水试验

3. 固结不排水试验确定的强度指标

4. 黏土的不固结不排水试验

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

这里给出了饱和正常固结黏土的

固结压缩曲线

三轴固结排水试验的

应力~应变~体变关系曲线和强度包线

可以看出

其应力~应变关系呈应变硬化型

体变一直收缩

随轴向应变的增加

偏差应力和体变逐渐趋于定值

强度包线过原点

对于饱和超固结黏土

它对应于固结压缩曲线的

卸载和再加载段

如上图中的橘色的曲线所示

它的强度包线不过原点

当正应力达到先期固结压力时

其强度包线又回到正常固结黏土的强度包线上

如下图中的橘色的曲线所示

显然

先期固结压力越大

超固结黏土对应的强度包线位置越高

这里给出了正常固结黏土

和超固结黏土的固结不排水试验结果

图a为应力~应变关系曲线

图b为孔压~应变关系曲线

u0是为了增加试样饱和度而施加的反压

可以认为u0为孔压0点

蓝线表示正常固结土

红线表示超固结土

二者应力~应变关系曲线的形状

与排水情况下相似

对于正常固结黏土

应力~应变关系曲线仍是应变硬化型

剪切过程中产生正孔压

对于超固结土

其偏差应力在应变较小时即出现峰值

然后随着应变增加出现应变软化

其孔隙压力开始有少许增加

然后很快减小

可出现负孔压

黏土与砂土

在固结不排水试验中应力应变及强度特性不同

主要是由于

砂土的变形及强度

受有效围压影响远比黏土敏感

由于黏土中实际上存在黏聚强度

所以正常固结土

在固结不排水试验中

不会像松砂一样

在很低的有效围压下迅速软化而发生流滑

亦即受孔压影响较小

下面我们讨论下固结不排水试验确定的强度指标

这里图a和b

分别给出了正常固结黏土

和超固结黏土

在固结不排水试验中的

总应力路径和有效应力路径

以及相应的

有效应力强度指标和总应力强度指标

破坏主应力线Kf的倾角为Ψ或Ψ’

总应力路径为TSP

有效应力路径为ESP

对图a中的正常固结黏土

由于剪切过程中产生正孔压

有效应力路径总在总应力路径的左边

所以φ’>φcu

对于图b中的超固结土

有效应力路径

开始是稍靠总应力路径的左边

随后由于负孔压的形成

有效应力路径ESP

转到总应力路径的右边

直至达到有效应力破坏主应力线

这个图给出了

包括正常固结与超固结两段的黏土的强度包线

可以看出

在先期固结压力

σp’附近的排水试验包线

及固结不排水试验包线的斜率不同

工程应用上

在一定范围内也可用一直线近似

下面讨论黏土的

不固结不排水试验及相应的强度指标

不固结不排水试验简称不排水试验

常常采用现场取得的原状样进行

这个图表示的是

在原位K0固结的地基土

不允许体积回弹时

取样过程的有效应力路径

从A到B

表示原位K0固结的过程

从B到C是取样的过程

B点的有效应力状态为

σh0’＝K0∙σv0’

保持试样体积不变

取样后应力状态变为C点

此时

σv’＝σh’＝σr’

下面我们详细讨论下

取样室内试验直至破坏全过程中

试样应力状态和孔压的变化

为表示简便

我们扣除静水压力

仅考虑超静孔隙水压力的变化

这个图给出了原位应力状态

总应力状态为σh＝K0∙σv

超静孔隙水压力为0

有效应力状态与总应力状态相同

这个图给出了原状土取样以后

放入压力室以前的应力状态

此时试样的总应力减小为0

即大气压

因为试样有回弹的趋势

但不容许发生体积回弹

因而其内部孔压ur必须是负的

称为“残余孔压”

相应的有效应力为σv’＝σh’＝-ur

这个图给出了试样放入压力室

施加围压σc以后的应力状态

在施加围压σc时

由于阀门是关闭的

试样内将产生超静孔隙水压力Δuc＝σc

试样内的孔压为u＝ur+Δuc=ur+σc

有效应力为σv’＝σh’＝-ur不变

如果σc=Δuc=－ur

则：u=0 σ'= σc

这个图给出了试样施加偏差应力

Δσ =σ1-σ3以后的应力状态

在施加Δσ时

由于阀门仍然是关闭的

试样内将新产生超静孔隙水压力Δu

试样内的总孔压为u＝ur+Δuc+Δu

有效应力为σv’＝Δσ-ur-Δu

σh’＝-ur-Δu

这个图给出了试样破坏时的应力状态

此时偏差应力为Δσf

试样内的孔压为u＝ur+Δuc+Δuf

有效应力为σv’＝Δσf-ur-Δuf

σh’＝-ur-Δuf

这个图给出了试样应力状态的变化和强度包线

由于自始至终试样的体积

或孔隙比都没有变化

所以不管施加的围压σc是多少

试样上的有效应力

与σc＝ur的固结不排水试验是完全一致的

因而对于完全饱和的黏土

每一个不同σc的试验中

试样的孔隙比都是一样的

其有效应力路径和破坏时的

有效应力状态也是一样的

亦即其破坏时的有效应力莫尔圆只有一个

总应力莫尔圆的半径等于这个有效应力莫尔圆的半径

这样

所有不同的不固结不排水试验破坏时

莫尔圆的包线是一条水平线

斜率tan(φu)=0

在纵坐标上截距为cu＝tf

cu称为土的不排水强度

由于有效应力的破坏应力莫尔圆只有一个

所以无法通过UU试验

量测孔隙水压力

确定土的有效应力强度指标c’ φ’

关于饱和正常固结黏土

在CU试验和UU试验中

所表现出的强度特性

同学们也可以试着

用剑桥模型的相关理论来解释

根据物态边界面的唯一性

相同围压

不同总应力路径的CU试验的有效应力路径

和强度是唯一的

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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

3.5.3 土的排水与不排水强度3笔记与讨论

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