岩土工程1岩体和土体的工程性质及评价.ppt

1 岩体和土体的工程性质及评价;1.1 工程土体主要设计参数的确定;目前我们在研究土的压缩性，均认为土的压缩完全是由于孔隙中水和气体向外排出而引起的。;瞬时沉降;瞬时沉降指在加荷后立即发生的沉降 饱和粘土 在很短的时间内，孔隙中的水来不及排出，加之土体中的土粒和水是不可压缩的，因而瞬时沉降是在没有体积变形的条件下发生的，它主要是由于土体的侧向变形引起的 瞬时沉降一般不予考虑;对于控制要求较高的建筑物，瞬时沉降可用弹性理论估算。对于饱和粘土在局部均布荷载作用下，地基地瞬时沉降可用下式计算;主固结与主固结沉降 在荷载作用下饱和土体中孔隙水的排除导致土体体积随时间逐渐减小，有效应力逐渐增加，这一过程称为主固结。 随着时间的增加，孔隙水应力逐渐消散，有效应力逐渐增加并最终达到一个稳定值，此时孔隙水应力消散为零，主固结沉降完成，这一过程所产生的沉降为固结沉降。;次固结沉降 土体在主固结成将完成之后有效应力不变的情况下还会随时间的增长进一步产生沉降，称为次固结沉降 次固结沉降对某些土如软粘土是比较重要的，对于坚硬土或超固结土，这一分量相对较小。;为了研究土的压缩特性，通常需要进行试验;室内固结试验与压缩曲线;室内固结试验与压缩曲线;室内固结试验与压缩曲线;室内固结试验与压缩曲线;压缩系数;压缩系数;压缩系数;压缩指数;压缩指数;1.1.1.2回弹再压缩指数;回弹再压缩指数;其它压缩性指标;其它压缩性指标; 1.1.1.3固结系数Cv 定义：土的压缩随时间而增长的过程叫固结。 固结系数Cv： 表征土固结速率的一个特征系数。 ;（1）时间对数法（logt法） （2）时间平方根法（ ） ;1.1.1.4次固结系数Ca 经验公式： 次固结对大多数土可不考虑， 但对软弱土不能忽略。 ;1.1.2 渗透性参数; 水在土体中的渗透，一方面会造成水量的损失，影响工程效益；另一方面将引起土体内部的应力状态的变化，从而改变水工建筑物或地基的稳定条件，严重时还会酿成破坏事故。 土的渗透性的强弱，对土体的固结、强度以及工程施工都有非常重要的???响 ;关于防渗墙;渗透系数的大小是直接衡量土的透水性强弱的重要力学性质指标。渗透系数的测定可以分为现场试验和室内试验两大类。一般，现场试验比室内试验得到的结果要准确可靠。因此，对于重要工程常需进行现场测定。 室内测定土地渗透系数的仪器和方法很多，但就其原理来讲，可分为常水头试验和变水头试验两种，前者适用于透水性强的无粘性土，后者适用于透水性弱的粘性土。 ;常水头法 ;变水头法;变水头法;变水头法;无粘性土 软土 ;土的渗透系数参考值; ;工程实例－土坡稳定问题;工程实例－土坡稳定问题;工程实例－地基承载力问题;工程实例－地基承载力问题;工程实例－地基承载力问题;工程实例－地基承载力问题;工程实例－地基承载力问题;土的抗剪强度参数 的确定是进行建筑物地基承载力、边坡稳定分析、挡土结构土压力计算、基坑支护等设计的基础。 室内试验方法： 直剪试验 三轴压缩试验 ;直接剪切试验;直接剪切试验;直接剪切试验;直接剪切试验;直接剪切试验;直接剪切试验;直接剪切试验;直接剪切试验;直接剪切试验;直接剪切试验;三轴压缩试验;三轴压缩试验;三轴压缩试验;三轴压缩试验;三轴压缩试验;1.1.4 影响土的工程性质的主要因素 （1）土的粒度组成 （2）土的密实度 （3）粘性土的稠度 （4）粘性土的结构性 指土体经扰动后，土体的天然结构受到破坏，土的强度降低，压缩性提高。 （5）应力历史 指土体在历史上曾经受过的应力状态。;1.2 工程岩体参数的确定及质量评价;概念： 岩石（块）：矿物的集合体。 岩体：岩块+弱面（结构面，不连续面）。 弱面： 层面 节理、裂隙：原生、构造、次生（风、外力） 断层;岩体;;1.2.1岩体强度参数的确定;;钻孔取出的岩石试样;岩 石 名 称;1.2.1.1 岩体单轴抗压强度 试件：正圆柱体，D=50mm，H=100mm (录像) 应力： 应变：;岩体抗压强度 式中： 完整岩体 >0.75；块状岩体 ＝0.4-0.75 碎裂状岩体 <0.4;1.2.1.2岩体三轴抗压强度 预定的围压p：p0，p1，p2 ，p3… 测出的强度 对数据回归分析得线性公式： 上式两边同乘折减系数： 岩体强度公式为：;;;1.2.1.3岩体抗剪强度参数 根据实验结果可得： 剪切破坏面上的应力 ;;1.2.2岩体变形参数的确定（录像） 变形参数有：弹性模量、变形模量、动泊松比、动弹性模量 1.2.2.1弹性模量Ee和变形模