《高等土力学3.5-土的排水与不排水强度课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高等土力学3.5-土的排水与不排水强度课件.pptx（40页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、3.5 土的排水与不排水强度,3.5.1 概述3.5.2 砂土的排水和不排水强度3.5.3 粘土的排水与不排水强度,3.5.1 概述,由于颗粒间接触点的面积很小。,图353 土粒的接触,饱和土的有效应力原理：,3.6.1 概述,饱和土的有效应力原理：,有效应力部分产生抗剪强度。,图354 土的有效应力原理示意图,有效应力原理的适用范围,岩石与混凝土、非饱和土有效应力原理不一定适用,某些多孔介质的孔隙与固体可能都是连续的，固体的接触面积不可忽略。,图355 某些多孔介质的孔隙,孔压系数,三轴应力状态的孔压系数A与B,一般应力状态的孔压系数B、a 和c,B=?,孔隙流体小0（饱和）,土骨架压缩系数
2、大,B=1,B=0,图356 孔压系数B,表 不同岩土的孔压系数B,非饱和粘土的三轴固结不排水试验CU,Sr,孔压系数B,饱和度,图378 饱和度与孔压系数B,对于弹塑性模型，相适应流动规则：,B=1.0,孔压系数 a:,孔压系数 c:,一般应力状态下：,其中,3.5.2 砂土的排水和不排水强度,密砂,松砂,图357 砂土的排水试验,A:CU,Dr=30%B:CU,Dr=44%,图358 不同密度砂土的三轴试验,C:CU,Dr=47%D:CD,Dr=30%,c=400kPa,图359 松砂土的最大应力差与最大应力比,0,(,(-,总应力强度(峰值）,最大应力差对应的强度,总应力强度(残余）,(
3、-,1,临水松砂岸坡的流滑：松砂的不排水总应力残余强度只有35。,图360 水松砂岸坡的流滑（液化）,1-3,3.5.3 粘土的排水与不排水强度,1.饱和粘土的排水试验CD2.饱和粘土的三轴固结不排水试验CU3.固结不排水试验（CU）确定的强度指标4.粘土的不固结不排水试验（UU）5.排水和不排水强度指标的工程应用6.非饱和土的强度与强度理论,1.饱和粘土的排水试验CD,e,正常固结粘土,0,固结压缩试验,固结排水试验强度包线（过原点）,图361 正常固结粘土的压缩曲线与强度包线,1.饱和粘土的排水试验CD,e,超固结粘土,固结压缩试验,固结排水试验强度包线,图362 超固结粘土的压缩曲线与强
4、度包线,2.饱和粘土的三轴固结不排水试验CU,正常固结土减缩（正孔压）；超固结土剪胀（负孔压）,图363 粘土的三轴固结不排水试验,3.固结不排水试验（CU）确定的强度指标,超固结土,正常固结土,超固结土,图364 总应力路径与有效应力路径,超固结,正常固结,p,图365 先期固结压力p附近的包线,不固结不排水(UU)：unconsolidated undrained固结不排水(CU)：consolidated undrained固结排水(CD)：consolidated drained,4.粘土的不固结不排水试验（UU）,原状土的不扰动取样过程,图366 正常固结粘土的沉积、固结与取样过程应
5、力路径,（1）正常固结土的原位应力状态,v,v,h,u=0,h,总应力,超静孔隙水压力,有效应力,图367 原位应力状态,放入压力室以前：体积不变,负孔压 ur,（2）取样以后的应力状态,总应力,有效应力,v=-ur,h=-ur,0,0,图368 原状土取样以后,如果：c=uc=ur,则：u=0,=c,总应力c=uc,vc=hc=c-ur-uc=-ur,有效应力,（3）施加围压后,图369 施加围压c 产生超静孔压uc=c,总应力,vc=c+-ur-uc u=+ur u,hc=c+ur-uc u=ur u,有效应力,孔压,ur+uc u,c,（4）剪切过程,图370 施加轴向应力 产生超静孔压
6、u,总应力,vc=c+-ur-uc uf=+ur uf=1f,hc=c+ur-uc uf=ur uf=3f,有效应力,孔压,ur+uc uf,c,f,（5）试样破坏时情况,图371 试样破坏时的应力状态uf,饱和土的不排水包线是一条水平线，其斜率uuu=0。,图372 UU的强度包线,非饱和粘土的三轴不排水试验强度包线,图373 非饱和粘土UU的强度包线,5.排水和不排水强度指标的工程应用（1）有效应力强度指标(CD),对于砂土，在一般加载的速率下，用有效应力强度指标进行分析CD。对于粘性土，如果在计算中，超静孔压已经全部消散(加载很慢），或者土中的孔隙水压力可以准确地确定，也可以用有效应力强
7、度指标。有效应力强度指标可以通过排水试验或者CU+孔压量测来确定。,（2）固结不排水（CU）强度指标,在一定的围压下固结已经完成，很快施加剪应力，不能排水。,CU指标:软粘土上（1）部分完成很长时间(2)部分快速施工的填方工程,图374 软粘土上分期填筑的土方工程,水位骤降（土坝厚心墙）,图375 土坝水位骤降,图376 天然土坡上快速填方,（3）不排水（UU）强度指标,在原来的应力状态上，施加围压和剪应力时，都不会排水，存在超静孔压。,(c)粘土地基上，快速施工的建筑物,(a)在软粘土地基上快速施工的填方,(b)土坝快速施工,竣工后,心墙未固结,图377 UU强度指标的应用,土质排水条件施工速度考虑的工况根据对工程情况的了解，经验判断,选择指标要考虑一下因素：,6.非饱和土的排水强度,Bishop非饱和土的有效应力原理及强度准则：,其中是一个与土的饱和度有关的参数，一般不易确定。,弗雷德伦德（D.G.Fredlund）非饱和土的强度准则,可见：tg=tg，同样不易确定。,图379 非饱和土的强度包线,s=ua-uw,Sr/%,100,0,不是常数,非饱和土的土水特征曲线,图380 土水特征曲线,
