資源描述：
《土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)配套教學(xué)課件楊紅霞 第10章 土在動荷載作用下的特性.ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第10章土在動荷載作用下的特性□10.1土的壓實(shí)性□10.2砂土和粉土的振動液化10.1土的壓實(shí)性10.1.1土的壓實(shí)性對工程的意義土的壓實(shí)是指采用人工或機(jī)械對土施以夯壓能量(如夯、碾、振動等方式),使土顆粒重新排列壓實(shí)變密,外部的夯壓功能使土在短時間內(nèi)得到新的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,包括增強(qiáng)粗顆粒土之間的摩擦和咬合,以及增加細(xì)粒土之間的分子引力以改善土的性質(zhì)。實(shí)踐表明,由于土的基本性質(zhì)復(fù)雜多變,不同土類對外界因素作用的反應(yīng)不同。同一壓實(shí)功能對于不同狀態(tài)的土壓實(shí)效果完全不同,而為了達(dá)到同樣的壓實(shí)效果又可能付出相當(dāng)大的不符合技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求的代價。因此為了技術(shù)可靠和經(jīng)濟(jì)合理,需要了解土的壓實(shí)性及其變化規(guī)律。
2、在工程建設(shè)中,經(jīng)常遇到填土,為了改善這些土的工程性質(zhì),常采用壓實(shí)的方法使土變得密實(shí)。如路堤、土壩以及10.1土的壓實(shí)性用土作為橋臺、擋土墻、埋設(shè)的管道或基礎(chǔ)的墊層或回填土等,都是把土作為建筑材料,按一定要求和范圍進(jìn)行堆填而成。填土不同于天然土層,經(jīng)過挖掘、搬運(yùn)之后,原狀結(jié)構(gòu)已被破壞,含水量也已變化,堆填時必然在土團(tuán)之間留下許多大孔隙。未經(jīng)壓實(shí)的填土強(qiáng)度低,壓縮性大而且不均勻,遇水易發(fā)生塌陷、崩解等。為滿足工程要求,必須按一定標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)。特別是路堤在車輛反復(fù)動荷載作用下,可能出現(xiàn)不均勻、過大的沉陷或塌落甚至失穩(wěn)滑動,路堤填土必須具有足夠的密實(shí)度以確保通行安全。對于松散土層構(gòu)成的路塹地段的路基
3、,為改善其工作條件也應(yīng)予以壓實(shí)。土的壓實(shí)也用在地基處理方面,某些松軟的地基土,由于其強(qiáng)度低、變形大,直接在其上修建建筑物,不能滿足地基承載力、變形的設(shè)計要求,需進(jìn)行加固處理。10.1土的壓實(shí)性可采用換填墊層法加固,通過分層壓實(shí)改善土的不良性質(zhì)。土的壓實(shí)是在動荷載作用下得到的,提高了土的密實(shí)度,從而使土的強(qiáng)度得到提高,土的壓縮性降低和透水性減小。還可采用重錘夯實(shí)處理軟弱地基提高其承載力。本節(jié)從土質(zhì)學(xué)和土力學(xué)的角度,介紹土體壓實(shí)的機(jī)理及壓實(shí)土的力學(xué)特性與指標(biāo)。圖10-1擊錘和導(dǎo)桿(單位:mm)a)2.5kg擊錘-落高30cmb)4.5kg擊錘-落高45cm1—提手2—導(dǎo)筒3—硬橡皮墊4—擊錘
4、10.1土的壓實(shí)性10.1.2土的擊實(shí)試驗與土的壓實(shí)特性1.土的擊實(shí)試驗擊實(shí)試驗是研究土壓實(shí)性能的室內(nèi)試驗方法,主要設(shè)備是標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀,如圖10-1、圖10-2所示。擊實(shí)儀的基本部分是擊實(shí)筒和擊實(shí)錘,前者用來盛裝制備土樣,后者對土樣施以夯實(shí)功能。根據(jù)擊實(shí)土的最大粒徑,分別采用兩種不同規(guī)格的擊實(shí)筒,擊實(shí)筒的規(guī)格如圖10-2所示。擊實(shí)試驗方法和相應(yīng)設(shè)備的主要參數(shù)應(yīng)符合表10-1的規(guī)定。擊實(shí)試驗分輕型擊實(shí)和重型擊實(shí)。輕型擊實(shí)試驗適用于粒徑不大于20mm的土,重型擊實(shí)試驗適用于粒徑不大于40mm的土。10.1土的壓實(shí)性圖10-2擊實(shí)筒(單位:mm)a)小擊實(shí)筒b)大擊實(shí)筒1—套筒2—擊實(shí)筒3—底板
5、4—墊塊表10-1擊實(shí)試驗方法種類試驗方法類別錘底直徑/cm錘質(zhì)量/kg落高/cm試筒尺寸試樣尺寸層數(shù)每層擊數(shù)擊實(shí)功/(kJ/m3)最大粒徑/mm內(nèi)徑/cm高/cm高/cm體積/cm3輕型Ⅰ-1Ⅰ-2552.52.530301015.212.71712.7129972177332759598.2598.22040重型Ⅱ-1Ⅱ-2554.54.545451015.212.71712.71299721775327982687.02677.2204010.1土的壓實(shí)性試驗時,按土的塑限估計最佳含水量,并依次按相差約2%的含水量制備一組試樣(不少于5個),其中有兩個大于和兩個小于最佳含水量。將含
6、水量一定的土樣分層裝入擊實(shí)筒內(nèi),每裝一層后都用擊實(shí)錘按規(guī)定的落距錘擊一定的次數(shù),然后由擊實(shí)筒的體積和筒內(nèi)被擊實(shí)土的總質(zhì)量計算出被擊實(shí)土的濕密度ρ,從已被擊實(shí)的土中取樣測定其含水量ω,由式(10-1)計算擊實(shí)土樣的干密度ρd,即ρd=(10-1)這樣通過對一個土樣的擊實(shí)試驗就得到一對數(shù)據(jù),即擊實(shí)土的含水量ω與干密度ρd。對一組不同含水量的同一種土樣按上述方法作擊實(shí)試驗,便可得到一組成對的含水量和干重度,將這些數(shù)據(jù)繪制成擊實(shí)曲線,如圖10-3所示。擊實(shí)曲線反映了在一定擊實(shí)功作用下土的含水量與干密度的關(guān)系。10.1土的壓實(shí)性圖10-3擊實(shí)曲線2.土的壓實(shí)特性(1)壓實(shí)曲線形狀擊實(shí)試驗得到的擊實(shí)
7、曲線是研究土壓實(shí)特性的基本關(guān)系圖。從圖10-3可見,擊實(shí)曲線上有一峰值,此處的干密度最大,稱為最大干密度;與之對應(yīng)的含水量稱為最佳含水量ωop(或稱最優(yōu)含水量)。峰值點(diǎn)表明,在一定的擊實(shí)功作用下,只有當(dāng)壓實(shí)土為最佳含水量時,土才能被擊實(shí)到最大干密度,才能達(dá)到最佳壓實(shí)效果。10.1土的壓實(shí)性最佳含水量ωop和最大干重度對于路基設(shè)計和施工都很有用。為了在現(xiàn)場控制施工質(zhì)量,保證在一定的施工條件下壓實(shí)填土達(dá)到設(shè)計所要求的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn),需要得到
