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3.7 黏性土的抗拉强度在线视频

下一节:4.1 概述

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3.7 黏性土的抗拉强度课程教案、知识点、字幕

下面我们学习第七节

黏性土的抗拉强度

这一节包括三个部分

1、实际工程中的拉伸破坏与开裂

2、土的抗拉强度的测定

3、黏性土的联合强度理论

实际工程中的拉伸破坏与开裂

主要表现为以下几种形式

1. 不均匀沉降引起的拉伸破坏

2. 滑动中的拉伸裂缝

3. 水力劈裂

下面我们分别举例说明

当土体或地基

发生较大的不均匀沉降时

在土体或地基中

会发生剪切破坏或拉伸破坏

因而产生裂缝

这里给出了几种拉伸裂缝的情况

(a)是上埋式管线剖面图

由于管上土体两侧向下、向外位移

管上土体常会受拉而开裂

(b)与(a)相似

由于刚性地基不平

在填方土体上部产生不均匀沉降

而拉伸开裂

(c)是一种内部裂缝情况

由于土石坝

坝壳堆石料沉降量小并且快

较早达到了稳定

而黏土心墙则由于总沉降量大

并且固结速度慢

在竣工后仍继续沉降

这样

坝壳通过与心墙接触面上的摩擦力

阻止心墙沉降

在摩阻力与自重共同作用下

心墙中可能产生竖向拉应力

进而产生水平裂缝

实践表明

许多挡土墙后的黏性土体中

及黏性土坡滑移体中

都存在开裂现象

分别如图a和图b所示

这时

土体中的应力状态比较复杂

其中大多数土单元是剪切破坏

但也有部分单元处于拉伸破坏而产生开裂

这是2018年4月日本大分中津滑坡

从右上图可以看出

滑坡的上缘有明显的拉伸破坏的痕迹

下图是滑坡离心模型试验后土体破坏的情况

在坡顶出现了明显的拉伸裂缝

这是挪威Hyttejuvet土石坝

心墙发生水力劈裂的实例

上图表示它的横剖面

该坝1964~1965年施工

最大坝高93m

1964年

当施工至高程700m时

测得心墙中产生较大的超静孔压

采取了减小心墙宽度的措施

以加快超静孔压的消散速度

心墙共出现了三次变窄

起初渗漏量很小

当水库

蓄水至高程740m左右时

坝体发生了较为严重的渗漏

渗漏量达到60 L/s

随后以较低的速度继续蓄水

随着蓄水位的进一步缓慢上升

渗漏量降低

当水库放水时

渗漏量进一步降低

分析表明

Hyttejuvet坝在初次蓄水过程中

发生了水力劈裂破坏

下面介绍第二部分

土的抗拉强度的测定

常用的试验方法包括

1. 单轴拉伸试验

2. 三轴拉伸试验

3. 土梁弯曲试验

4. 径向压裂法

5. 断裂韧度测定试验

6. 水力劈裂试验

土的拉伸试验包括三种类型

单轴拉伸试验、三轴拉伸试验

和土梁弯曲试验

单轴拉伸试验

是测定土的抗拉强度

最直接和有效的试验方法

它还可以测得土的拉伸应力应变关系

但由于土的抗拉强度

和极限拉应变都很小

并且对于土样缺陷很敏感

所以这种试验必须精心进行

图a为清华大学采用水平放置的方形试样

进行的击实土抗拉试验

试样两端通过环氧树脂粘接在端板上

施加拉力

试样下部放置密布的涂油滚珠

及玻璃条以消除底部的摩擦力

测得的拉伸应力应变关系曲线如图(b)所示

极限拉应变很小

在 ε=0.1%左右即断裂破坏

三轴拉伸试验装置

在三轴试验中

顶帽和底座与试样端部胶结

轴向作用拉应力

使轴向应力为小主应力

围压是大主应力σ1

这种装置可实现

应力状态较为复杂的拉伸试验

分析拉伸破坏、剪切破坏

以及复合破坏等形式

土梁弯曲试验装置

为了消除自重影响

将土梁反向支承于支座上

在跨中等距的B、E两点

逐级施加向上荷载P

这时

BE段为纯弯段

在梁的中部

根据材料力学公式计算其拉力

并根据土的特性进行修正

径向压裂法又称为巴西试验法

原来是用于测定混凝土

和岩石等脆性材料的抗拉强度

图中给出了四种测定试验方法

试样分别为圆柱、立方体和梁

可沿直径、中线和对角线

几种方向进行压裂试验

根据弹性理论可以计算得到水平方向的拉应力

在预先就有垂直于拉伸方向的

小缝隙的土体中进行拉伸时

在裂缝的尖端将产生应力集中

根据理论可计算出应力强度因子

试样断裂时的应力强度因子称为断裂韧度

它是材料抗断裂性能的一个重要参数

属于材料的固有特性

这个图给出了空心圆柱试样

水力劈裂试验示意图

试样在一定的初始轴向应力

内压和外压的作用下固结

然后逐渐增加内压pi

pi大到一定程度后

试样径向出现拉应力

当拉应力达到土的抗拉强度时

就有可能发生水力劈裂

下面介绍黏性土的联合强度理论

在有拉应力的条件下

黏性土的破坏可能是剪切破坏

也可能是拉伸破坏

在有拉应力存在的复杂应力状态下

破坏状态的判断有时比较困难

式(1)和式(2)

分别给出了剪切和拉伸破坏的条件

这个图更直观地表示了

拉伸破坏与剪切破坏的应力状态

土的剪切破坏

一般认为符合莫尔-库仑强度理论

但存在拉应力时

其包线不再是直线

左侧紫色的曲线段

连接右侧倾角为φ的直线段

构成了黏性土的联合强度准则

图中圆①应力状态达到拉伸破坏

圆③为剪切破坏

而圆②既未拉伸破坏

也未剪切破坏

处于静力平衡稳定状态

既能判断拉伸破坏

也能判断剪切破坏的强度理论

称为联合强度理论

它们一般是将莫尔-库仑强度理论的

直线包线在拉伸区

变弯曲光滑而得

可将强度包线分为前一段抛物线

和后一段直线

二者光滑相接

也可用一双曲线拟合

它与σ轴截距为σt

以莫尔-库仑的直线包线为渐近线

格锐费斯针对岩石的脆性破裂

将莫尔-库仑包线用抛物线描述

并建立了单轴抗压强度σc

与单轴抗拉强度σt关系

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

3.7 黏性土的抗拉强度笔记与讨论

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