当前课程知识点:高等土力学 > 第3章 土的强度 > 3.4 影响土的强度的外部因素 > 3.4.2 影响土的强度的外部因素2
下面我们讨论
主应力方向对土的抗剪强度的影响
也就是土强度的各向异性
先讨论砂土的情况
以三轴试验结果为例来进行说明
制样和试验过程是
往试样箱中撒砂
自下而上通入二氧化碳
进行试样饱和
在零下25度冻结
然后在不同的方向取样
进行一系列的三轴试验
这个图给出了三轴试验
大主应力方向与砂土强度的关系
横坐标表示大主应力方向
与沉积方向的夹角θ
纵坐标为破坏时
大小主应力的比值或内摩擦角
可以看出
整体上强度随θ的增加而增加
特别是在60度以前
相同围压下内摩擦角提高约2°
破坏偏差应力
(σ1-σ3)f 提高约13.6%
为了分析上述现象的机理
对某砂土的颗粒几何特征
和定向分布进行了统计分析
颗粒长宽比均值为1.64
从右图可以看出
颗粒长轴在水平方向上的倾向是优势方向
因而定向作用造成了土的各向异性
图中试样沉积面为水平面
如果沿试样中AB面剪切
剪切方向与颗粒排列的优势方向接近
剪切阻力较小
强度较低
如果沿试样中CD面剪切
剪切方向与颗粒排列的优势方向差别很大
剪切阻力较大
强度较高
这个图给出了
各向同性砂土的Lade-Duncan强度准则
实线为理论值
空心方点为试验值
二者符合较好
因而
Lade-Duncan强度准则
可很好地描述各向同性砂土的强度特性
这个图给出了模拟砂土真三轴试验强度的结果
如果砂土是各向同性的
则试验点应该在黑实线所示的
Lade-Duncan强度准则附近
试验点的拟合线为红实线
明显地偏离了Lade-Duncan强度准则
也偏离了莫尔-库伦准则
θ´等于30度时内摩擦角最大
约35度
θ´等于120度时内摩擦角最小
约24度
二者差别明显
因而
该砂土表现出了明显的强度各向异性
黏土的强度同样受各向异性的影响
影响黏土强度各向异性的因素很多
比如
与絮凝结构相比
呈分散结构的黏性土具有更强的各向异性
应力历史也会引起黏土强度的各向异性
例如
关于原状土的原位不排水强度
正常固结土沿水平方向的抗剪强度
大于竖直方向
这是因为水平方向的固结应力较大
而对强超固结土
却正好相反
黏土强度的各向异性
还与土质 埋深等因素有关
这张图表示的是
对一种天然沉积的正常固结黏土
沿不同方向切取试样进行直剪试验的结果
横坐标是剪切面与水平方向的夹角
纵坐标是同一正应力下的抗剪强度
当剪切面与试样的沉积面垂直时抗剪强度最高
这张图表示的是
不同黏土的三轴不排水强度
与主应力方向的关系
α表示剪切破坏面
与水平方向的夹角
β表示试样轴向与水平方向夹角
黏土K0固结时的
大主应力方向为竖直方向
横坐标为不同的角度
纵坐标为相应的不排水强度
与β=90度时的比值
可见
黏土的不排水强度
具有较强的各向异性
与应力历史 埋深 地区 结构性等有关
顺便给出应力路径
对土的强度指标影响的一些规律
(1)应力路径
对于砂土的有效应力强度指标一般影响不大
(2)对于黏土
只要没有太大的应力反复
其有效应力强度指标受应力路径影响不大
(3)但由于不同应力路径上
不排水条件下的超静孔隙水压力不同
所以土的不排水
及固结不排水强度指标
受应力路径影响较明显
-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