当前课程知识点:高等土力学 > 第1章 土工试验及测试 > 1.1 室内试验 > 1.1.1 室内试验1
第一章的内容包括4节
第一节 室内试验
第二节 模型试验
第三节 原位测试与现场观测
第四节 试验的检验与验证
本章侧重于土的力学性质试验
特别是室内试验
在第一节室内试验部分
我们讨论七个方面的内容
一 剪切类试验仪器
主要包括直剪仪 单剪仪 环剪仪
二 变形参数测定试验
主要采用侧限压缩仪
三 三轴试验
四 真三轴试验
五 空心圆柱扭剪试验
和方向剪切仪
六 共振柱试验
七 接触面试验
剪切类试验仪器
主要介绍
直剪仪 单剪仪 环剪仪三种
直剪仪是土力学中最古老的仪器之一
200多年前
库仑就用它进行土的强度试验
建立了描述土强度的库仑公式
右上图是直剪仪的示意图
这种设备的优点是
原理和结构直观简单
操作简便 经济
能很快得到试验结果
这种试验的缺点之一是
人为固定剪切面即破坏面
试样中的应力和应变不均匀且十分复杂
如右下图所示
加载过程中剪切面积逐渐减小
试样内各点应力状态及应力路径不同
在剪切面附近
土单元上的主应力大小是变化的
方向是旋转的
直剪试验的另一个重要缺点是
排水条件不明确
并且难以控制
我们具体分析下
直剪试验剪切面处土体单元的应力状态
在施加正应力σz后剪切前
剪切面上土单元
与试样中其它单元一样是侧限应力状态
即σx=K0∙σz
单元应力示意图如右上图
莫尔圆如左图中的绿色半圆
在剪切破坏时
单元应力示意图如右下图
莫尔圆如左图中的红色半圆
剪切破坏面附近
土单元主应力的大小
和方向取决于强度包线
由初始应力莫尔圆
变化到破坏时
与强度包线相切的莫尔圆
如不计剪切面积因位移而减少
破坏面上正应力一直未变
针对直剪仪中试样应力应变不均匀
边界上存在应力集中等问题
人们对它进行了一些改进
单剪仪就是其中的一种代表性仪器
单剪仪的四周
用一系列环形圈代替刚性盒
因而没有明显的应力应变不均匀
剪切时试样内所加的剪应力被认为是纯剪
单剪仪有很多明显的优点
如应力应变均匀
断面积变化不大
破坏面位置不确定
可进行循环加载与动力试验等
下面我们分析下
单剪试验试样中的应力状态
右图为试样上应力示意图
左图为应力莫尔圆
加载过程中
竖直正应力σn
和水平正应力σh保持为常数
剪应力τ不断增加
应力莫尔圆的圆心不变
其直径逐渐增大
直至莫尔圆与强度包线相切
值得注意的是
其水平面和竖直面都不一定是破坏面
破坏面的应力大小和方向
可根据强度包线与莫尔圆的切点求取
另一种室内剪切仪器是环剪仪
由于试样是环状的
剪切沿着圆周方向旋转
所以剪切面的总面积不变
特别适用于量测
大应变后土的残余强度
在这种情况下
它可以用一个试样
完成几种正应力下的剪切试验
下面介绍一种测定变形参数的试验仪器
侧限压缩仪
可进行压缩和固结试验
这里给出了其核心部分的示意图
由于试样应力状态
总是处于侧限应力状态
σ3/σ1=K0
所以不会发生破坏
这种试验的应力变形关系
通常只需用一个参数
根据e-p曲线可求出
压缩系数a 或体积压缩系数mv
并可进一步求出
侧限压缩模量Es
根据e-lgp曲线
可求出压缩指数Cc和回弹指数Ce
这些参数常用于地基沉降计算的分层总和法
固结试验还可以
确定饱和试样压缩量与时间的关系
用以计算黏性土的固结系数Cv
侧限压缩试验
不能用以揭示土的应力-应变-强度关系的全过程
及一般的土体受力变形的特性
但它目前依然是土力学中
应用最多的试验之一
-0.1 岩土工程的学科特点与发展
-0.2 土力学学科的发展历史
-0.3 岩土工程实践的发展
-0.4 理论与工程的检验
-0.5 岩土工程的可持续发展
-第0章 绪论-作业
-1.0 概述
--1.0 概述
--1.0 概述-作业
-1.1 室内试验
--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-作业
-1.4 试验的检验与验证
-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-作业
-2.3 土的应力变形特性
--2.3 土的应力变形特性-作业
-2.4 土的弹性模型
--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 土的弹塑性模型的一般原理-作业
-2.6 剑桥模型
--2.6 剑桥模型-习题
-2.7 其它典型弹塑性模型
--2.7 其它典型弹塑性模型-作业
-3.1 概述
--3.1 概述-作业
-3.2 土的抗剪强度的机理
--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 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 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 土的排水与不排水强度-作业
-3.6 土的强度理论
--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-作业
-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 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 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 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 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 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 非饱和土的渗透性和数值计算-作业
-5.1 概述
--5.1 概述
-5.2 土的压缩与地基的沉降
--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 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 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 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-作业
-6.1 概述
--6.1 概述
-6.2 边坡稳定分析方法
-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
-6.5 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 边坡稳定分析-作业