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3.1.2 概述2在线视频

下一节:3.2.1 土的抗剪强度的机理1

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3.1.2 概述2课程教案、知识点、字幕

下面我们讨论三个重要的概念

即土的屈服、强度和破坏之间的区别与联系

我们先讨论土的屈服与强度

这里给出了几个典型的土的本构模型

第一个是刚塑性模型

认为土体在屈服之前是刚体

在屈服以后即产生无限大的塑性变形

或只能根据边界条件来确定其变形量

第二个是弹性-完全塑性模型

或称理想弹塑性模型

认为土体在屈服之前是弹性体

在屈服以后即产生无限大的塑性变形

或只能根据边界条件

来确定其变形量

对于这两种模型

土体屈服即意味着破坏

即土的应力状态达到了它的强度

第三种模型为弹塑性模型

认为土体在加载的过程中

既有弹性变形又有塑性变形

而在卸载时只有弹性变形

第四种模型可反映应变软化

并且存在两种强度

一是峰值强度

另一是残余强度

第五种是反映断裂破坏的模型

即在很小的应变下试样突然断裂

但在断裂前既有弹性变形又有塑性变形

对于后三个模型

屈服不等于破坏

我们可进一步讨论土的强度

和土体破坏之间的关系

对于孤立的土单元

应力状态达到强度

即意味着该土单元破坏

土达到屈服不一定达到破坏

与采用的本构模型有关

在土体中

局部土单元达到强度

不一定引起土工结构物的破坏

对于由应变软化土组成的土工结构物

其内部应力可能不均匀

局部土体的应力达到峰值强度

然后软化

强度降低

原先承担的剪应力超过了目前的抗剪强度

多余的剪应力会转移到相邻的土体单元上

导致其剪应力增加

达到峰值强度

随之也发生软化

这一过程持续进行

将导致土工结构物最终破坏

这种现象称为渐进破坏

渐进破坏发生于具有应变软化特性的土

组成的土工结构物中

往往伴随着剪切带的形成

渐进破坏一般是在外荷载不变的情况下发生的

与荷载增加引起的逐渐破坏不同

土工结构物的崩塌和断裂破坏

是以拉伸和倾倒为主的破坏现象

与剪切破坏的机理有所不同

下面以水平地基上的条形基础为例

来说明局部破坏不等于

土工结构物整体破坏

假定土体是理想弹塑性的

施加的荷载达到一定程度时

在基础边缘下一定范围内的土体达到屈服

形成塑性区

因为我们假定土体是理想弹塑性的

所以这个区域的土体达到破坏

此时基础下地基中

更大范围内的土体处于弹性状态

地基未发生破坏

还可以继续承受更大的荷载

对局部区域的土体单元

其应力状态达到了土的强度

意味着这些土体单元已经破坏

但整体土工结构物还没有破坏

因而

局部破坏或屈服不等于整体地基

或土工结构物破坏

下面介绍测定土强度的试验

主要讨论两个问题

一是试验方法

二是土试样破坏的判断

在试验方法方面

最常用的室内试验是直剪试验和三轴试验

为反映复杂应力路径的影响

可采用平面应变试验

真三轴试验 空心圆柱扭剪试验

等等

为研究超静孔隙水压力的影响

试验时加载过程中

可控制试样排水与不排水

为反映吸力的影响

可进行非饱和土三轴试验

常用的原位测试仪器和方法有

十字板、旁压仪、大型原位直接剪切等

下面讨论土试样破坏的判断

破坏是应力变形过程的最后阶段

这时微小的应力增量

将会引起不能容许的 或者不可控制的应变

土的破坏主要是剪切破坏

一般不能用单一应力分量来确定其强度

有时用应力比

和应力差来判断破坏是不一致的

下面用图来说明这几个结论

这个图给出了几种典型的应力应变关系曲线

对于应变硬化型的应力应变关系曲线

我们可以定义

某应变对应的应力状态为土的强度

该应变通常取为15%

对于应变软化型的应力应变关系曲线

有两个强度

一是峰值强度

另一个是残余强度

这是用应变控制式试验得到的

应力应变关系曲线

如果用应力控制式试验

只能得到峰值强度

从这两条曲线可以看出

破坏是应力变形过程的最后阶段

这时微小的应力增量

将会引起不能容许的

或者不可控制的应变

对于断裂破坏

一般是脆性的

应力达到峰值后突然破坏

可以取峰值应力状态为其强度

这里给出了松砂固结不排水三轴试验的结果

左图是偏差应力-轴向应变关系曲线

右边是应力路径

白色的直线是总应力路径

橘色的曲线是有效应力路径

A点对应于最大偏差应力

(σ1-σ3)max

B点对应于最大应力比

(σ1/σ3)max

显然

根据最大偏差应力和最大应力比

得到的破坏状态不同

对于有效应力路径

由偏差应力最小的残余状态

得到的有效应力内摩擦角

还大于由峰值状态得到的

有效应力内摩擦角

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

3.1.2 概述2笔记与讨论

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