土力学复习完美笔记----珍藏打印版
孔隙压力系数
一、等向应力状态下的孔隙压力系数 B
设与Δζ3相对应的孔隙水压力为Δμ3则: 3 B 3
对饱和土体,孔隙中完全充满水,水本身不会被压缩,故Cv=0,因而B=1.0, Δμ3= Δζ3;对于干土,孔隙内没有水, Cv认为是无穷大,故B=0;对于非饱和土,0<B<1.0,土的饱和度愈小,则B值也愈小。
A——偏应力条件下的孔隙压力系数。
三、等向应力和偏应力共同作用下的孔隙压力系数
Δμ = Δμ1 +
Δμ3 = B*A*( Δζ1 -Δζ3 )+ B*Δζ3=B*[Δζ3 +A*
( Δζ1 -Δζ3 )] 饱和土体,B=1,不固结不排水试验时,孔隙水压力增量Δμ = Δζ3 + A*( Δζ1 -Δζ3 )
固结不排水试验时, Δζ3作用下孔隙水压力已消散, Δμ3 =0,孔隙水压力增量:Δμ = Δμ1 = A*( Δζ1 -Δζ3 )
固结排水试验时, 孔隙水压力已全部消散, Δμ =0,
偏应力条件下的孔隙压力系数A与很多因素有关,它随偏应力增量呈非线性变化,同时,与土的压缩性、土层的应力历史均有关系,超固结土,剪切时体积膨胀,A值可能为负值,应用时,应根据实际的应力和应变条件,按三轴压缩试验,直接测定。 饱和粘性土的抗剪强度 一、不固结不排水抗剪强度
由于不固结不排水,其B=1,所以Δμ3 =Δζ3 ,即无论加多大的围压,全都转化成孔隙水压力,有效应力增量Δζ'3始终为零,破坏时的应力差始终不变;由于其有效应力不增加,所以其抗剪强度也不增长,其相应的θ记为θu ,c记为cu ,θu=0, cu =(ζ1 -ζ3 )/2 二、固结不排水抗剪强度
1.正常固结土——饱和粘性土的固结不排水抗剪强度与应力历史有关,对正常固结土,天然状态下从未固结的话,其抗剪强线一定通过坐标原点;在ζ3作用下,排水固结, Δμ3 =0 。在ζ1 -ζ3作用下,不排水剪切,其抗剪强度随ζ1 -ζ3的增加而增长。由于ζ'1 = ζ1 -μf , ζ'3 = ζ3 - μf所以ζ'1 - ζ '3 = ζ1 - ζ3 ,总应力莫尔圆与有效应力莫尔圆同半径,两者间在水平方向差了一个 μf 。正常固结土,受剪时孔隙体积减小,体积压缩,孔隙水压力为正值,故ζ'<ζ,有效应力莫尔圆在总应力莫尔圆的左侧,所以θ'> θ。
2. 超固结土的抗剪强度——在超固结段,由于土样已经承受过一个大于现有压力的前期固结压力pc,在pc作用下,已经固结过,此时已具有一定的强度(事先压密过),所以抗剪强度线不通过坐标原点,但其强度随压力的增长不如正常固结土显著,抗剪强度线比正常固结土平缓;过了前期固结压力pc后,又恢复到正常固结状态,其抗剪强度线应通过坐标原点,如用有效应力表示,由于超固结土剪切时,体积膨胀,产生负的孔隙水压力,故有效应力圆在总应力圆的右方,而在正常固结段,有效应力圆在总应力圆的左方显然: c'< ccu,θ'> θcu,实用上,近似取: ηf = ccu + ζ.tan θcu
应力路径的概念及抗剪强度的其它问题
应力路径——在外力作用下,土中某点的应力变化过程在应力坐标系中的轨迹。它是土体在外力作用下应力变化情况(过程)的一种表述方法。 几种常见的应力路径表示方法:1.直接剪切试验的应力路径2.三轴压缩试验的应力路径——a.剪切破坏面上的总应力的应力路径b.剪切破坏面上的有效应力应力路径c.路堤分级加荷时的应力路径 a.无侧限抗压:ηfo=c=qu/2 天然状态下,如果土体在po=γ.z,的压力下已经固完毕,则天然强度项中还应加上γ.z .tanθcu , b.荷载作用下的强度增长规律 fo t fo 1 Ut tan cu
Ut—某一时刻土的固结度,θcu—固结不排水的内摩擦角,Δζ'—土中某点的有效应力增量,Δηt——某一时刻由有效应力增量引起的抗剪强度增量,