高等土力学3.3-土的强度与土的物理性质(内因)汇编课件.ppt

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1、高等土力学(李广信)3.3-土的强度与土的物理性质(内因),1.内部因素 组成（C）、状态（e）和结构（S）（1）组成：矿物成分，颗粒大小与级配，颗粒形状，含水量（饱和度）以及粘性土的离子和胶结物种类等因素。（2）状态：砂土的相对密度；粘土的孔隙比。（3）结构：颗粒的排列与相互作用关系。2.外部因素 温度、应力状态（围压、中主应力）、应力历史、主应力方向、应变值、加载速率及排水条件。,3.4.2 影响土强度的一般物理性质（组成与状态）,1.颗粒矿物成分2.颗粒的几何性质3.土的级配4.土的状态5.土的结构6.剪切带的形成及其影响,1.颗粒矿物成分的影响粘土：高岭土伊里土蒙特土粗粒土：含云母、泥

2、岩等，摩擦角明显变小矿物本身滑动摩擦角小；颗粒易于破碎,图317 常见矿物的滑动摩擦角,（1）颗粒尺寸的大小的影响 一方面，大尺寸颗粒具有较强的咬合，可能增加土的剪胀，从而提高强度；另一方面，大尺寸颗粒在单位体积中颗粒间接触点少，接触点上应力加大，颗粒更容易破碎，从而减少剪胀，降低了土的强度。,2.粗粒土颗粒的几何性质,大小、棱角、针片状,对于砂土，如果均匀的细砂与粗砂具有相同的孔隙比e，二者的内摩擦角基本相同。但由于细砂的emin要大，所以这时细砂的相对密度Dr要高。如果相对密度Dr相同，则粗砂的内摩擦角大。,在其他条件相同时，颗粒表面糙度增加将会增加砂土的内摩擦角。粗粒土的针、片状形状及棱

3、角的影响较复杂：（a）加强了颗粒间的咬合作用：。（b）针片状颗粒更易于折断，棱角易于折损:。,（2）表面糙度、针、片状形状及棱角颗粒,棱角与针片状颗粒,在同样较低围压下（1）砂土由于单位体积接触点多，颗粒破碎一般不严重，其棱角使抗剪强度增加；（2）碎石土由于单位体积内接触点少，它们其强度提高不明显，甚至减小。,3.土的级配,密度增加剪胀性增强触点增加与接触应力减小有利于强度提高,4.土的状态,孔隙比e及相对密度Dr影响强度的重要因素，密度大其强度提高。砂土（以石英为主）的干与湿：二者一般接近，相差12。,5.土的结构：强度有所提高与各向异性6.剪切带的形成及其影响：应变软化与残余强度,图318

4、 正常固结粘土的强度矿物及塑性指数关系,静压,揉搓,图319 粘性土的结构性对强度的影响,(a)两种制样方法,(b)单轴压缩（无侧限)试验,图320,砂土制样方法造成的结构性对强度的影响,各种影响砂土内摩擦角的物理因素,图321 影响砂土内摩擦角的物理因素,3.4.3 孔隙比e与砂土抗剪强度关系临界孔隙比ecr,天然休止角：r,松砂的天然休止角r,天然沙丘,图322,相同围压下密砂与松砂的三轴试验：破坏时孔隙比接近,图323,临界孔隙比ecr是指在在三轴试验加载过程中，达到极限应力差(13)ult，轴向应变连续增加，最终试样体积几乎不变时的孔隙比。也可以叙述为：在一种围压下，用具有临界孔隙比的

5、砂试样进行排水三轴试验，偏差应力达到(13)ult时，试样的体应变为零；或者不排水试验破坏时的孔隙水压力(孔隙水压力系数A)为零。,图324 临界孔隙比与围压,制样孔隙比e,-v,v,v,制样孔隙比e围压3破坏时体应变v简化关系,图325 制样孔隙比e围压3破坏时体应变v简化关系,3.4.4 孔隙比与粘土强度真强度理论,正常固结粘土的强度包线过原点：但各围压下的密度不同 实际上存在粘聚力,图326 真强度理论,伏斯列夫的真强度理论：破坏时的含水量相同w(e),图327 伏斯列夫的真强度理论,ce=f(ei),破坏时不同密度的试样e：基本是常数 ce：是密度的函数,图328 不同密度的试样,此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢,