当前课程知识点:高等土力学 > 第3章 土的强度 > 3.3 土的强度与土的物理性质 > 3.3.2 土的强度与土的物理性质2
现在我们讨论孔隙比与砂土抗剪强度的关系
并介绍一个重要的概念
临界孔隙比ecr
这里给出了密砂和松砂
在相同围压下的三轴固结排水试验的结果
左边的图表示偏差应力
轴向应变和体应变之间的关系
蓝线对应于密砂
表现出明显的应变软化和剪胀
橘色的线对应于松砂
表现出应变硬化
剪胀性不明显
可以看出
孔隙比对砂土的抗剪强度影响很大
另一方面
尽管密砂的峰值强度明显高于松砂
但它们的残余强度趋于相等
这个图给出了偏差应力和孔隙比的关系
在剪切的过程中
松砂的孔隙比越来越小
而密砂的孔隙比整体上是越来越大
在残余状态时松砂和密砂的孔隙比趋于相等
这个孔隙比称为临界孔隙比ecr
我们可以对临界孔隙比ecr作进一步的解释
临界孔隙比ecr是指
在三轴排水试验加载过程中
达到极限偏差应力
轴向应变连续增加
最终试样体积几乎不变时的孔隙比
如果砂土试样在某一围压下
固结后孔隙比为临界孔隙比
然后进行三轴排水试验
偏差应力达到极限时
试样的体应变为零
或者
不排水试验试样破坏时的孔隙水压力为零
也就是孔隙水压力系数A为零
与临界孔隙比相应的围压称为临界围压
这里给出了临界孔隙比和围压的关系
可以看出
临界孔隙比随临界围压的增加而减小
为便于描述
我们把临界孔隙比和围压的关系
简化为一条直线
固结后孔隙比
围压和破坏时体应变之间的关系
可在3D空间中表示为平面KWP.
如果一个砂土试样在固结后的孔隙比为ec
则围压为3cr的CD试验破坏时的体应变为0
对应于图中H点
如果围压小于σ3cr
对应于图中A点
CD试验试样破坏时体应变为负值
试样表现出正剪胀
相当于密砂
体应变的数值是DR
如果围压大于σ3cr
对应于图中C点
CD试验试样破坏时体应变为正值
试样表现出负剪胀
相当于松砂
体应变的数值是BS
砂土的临界孔隙比
是一个非常重要的概念
它可用于判断饱和砂土地基的
可液化性和土工结构物的流滑
现在我们讨论孔隙比与黏土抗剪强度的关系
并介绍一个重要的理论 真强度理论
将黏土浆在不同固结压力下
制备一系列正常固结黏土试样
对应于图中的 A、B、C、D 四点
然后对它们分别进行排水三轴试验
正常固结黏土的强度包线过原点
表观黏聚力为零
但是
随着围压的增加
黏土试样的密度增加
孔隙比变小
土颗粒间的距离变小
土会产生一定的黏聚力
为反映孔隙比对强度参数的影响
伏斯列夫把抗剪强度分为两部分
一部分是受孔隙比影响的黏聚力ce
它与正应力成正比
另一部分为摩擦强度
不受孔隙比的影响
伏斯列夫把ce和 φe 定义为真强度参数
这一页上图
给出了侧限条件下初始固结曲线DA
卸载曲线AEB和再加载曲线BF
对应于D、E、F三点取三个试样
则它们具有相同的含水量wf或孔隙比ef
然后对这三个试样进行快剪试验
将破坏时的应力状态σ、τf画在下图中
D、E、F三点位于同一条直线上
可以表示为τf= ce+ σ∙tanφe
ce和 φe 为伏斯列夫定义的真强度参数
这个方程可反映黏土的抗剪强度机理
这个图给出了某黏土一系列的真强度包线
每条线对应于一个破坏时的密度
φe'几乎是一个常数
而 ce 是密度或孔隙比的函数
-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



