1、第三章 土的力學(xué)性質(zhì),第一節(jié) 土的壓縮性 （教材82-83、86-95） 第二節(jié) 土的抗剪性 （教材 120138） 第三節(jié) 土的動力性質(zhì)簡介 （教材211-227）,第三節(jié) 土的動力性質(zhì)簡介,土在動應(yīng)力作用下的工程性質(zhì)與行為稱為土的動力特性。 土的動力特性：土的動力計算模型及其參數(shù)、土的動強(qiáng)度，包括飽和砂土抗液化強(qiáng)度及其指標(biāo)。 飽和砂土液化 土的擊實特性 土的動力計算模型 土動力特性的現(xiàn)場測試指標(biāo),第三節(jié) 土的動力性質(zhì)簡介,一、飽和砂土和粉土的振動液化 二、土的壓實性 三、土的動力變形與動強(qiáng)度,日本新瀉1964年地震時砂土液化引起震陷。這些設(shè)計為抗震的建筑物傾斜而未受損壞。,加州沃森維爾附近

2、的野外涌沙,唐山地造成的噴水冒砂區(qū)分布圖,砂土液化（橫向移動）系因地震時球粒（理想砂粒）的重新堆集。地震振動造成這種固體顆粒堆集更加有效，這會占據(jù)少量體積。一部分覆蓋層荷載由水來支撐，這就無法阻止水體橫向運(yùn)移。,震前，水，不穩(wěn)定（立體）堆集，震后，液化土中剩余孔隙水負(fù)擔(dān)覆蓋層荷載 穩(wěn)定（六邊形）堆集,砂土液化（Liquefaction of sand）,飽和砂土受震動時顆粒間趨于緊密，使孔隙水壓力增大，有效應(yīng)力減小。當(dāng)有效應(yīng)力趨于零時，砂土的抗剪強(qiáng)度消失，從而引起地面沉陷、斜坡失穩(wěn)或者地基失效的現(xiàn)象稱為砂土液化。常伴隨又噴水冒砂。 震動來源：機(jī)械震動（局部場地）、地震（區(qū)域性）,地震液化的兩個

3、過程,振動液化：飽水砂土在強(qiáng)烈地震作用下使孔隙水壓力迅速上升而產(chǎn)生振動液化 振動液化產(chǎn)生上下水頭差和孔隙水自上而下的運(yùn)動，動水壓力推動砂粒向懸浮狀態(tài)轉(zhuǎn)化，形成滲流液化。,砂土液化的影響因素,內(nèi)因,土類及其顆粒級配 土的密實程度、飽水特性 土結(jié)構(gòu)的抗剪強(qiáng)度,外因,地震作用特征,地震強(qiáng)度（震級、烈度） 地震頻率和周期 震動歷時,環(huán)境條件,場地地貌單元 飽水砂土的埋藏條件 地下水條件 建筑物類型、基礎(chǔ)特性,砂土液化評價,步驟：判別、分級、建議措施 液化可能性判定 經(jīng)驗判定法 標(biāo)貫試驗判定法 剪切波速判定法 靜力觸探判定法 Seed簡化判定法 液化等級劃分：液化指數(shù) 抗液化措施,液化判別條件,地震條件

4、,震級5級,地震烈度6度,是否為全新世乃至近代沉積層,是否為海相或河糊相沉積、人工挖填土,是否為沖積平原、河漫灘、故河道等地貌,土層埋深是否不超過20m,地下水埋深是否不超過8m,級配不連續(xù)砂土,相對密度Dr小于等于50%,地質(zhì)條件,埋藏條件,土質(zhì)條件,液 化,粒徑40%,正常級配砂土,0.1d501.0?,粉土,粘粒含量10%,不均勻系數(shù)Cu 10,塑性指數(shù)Ip 10,不液化,是,是,是,是,是,是,是,是,是,是,是,是,是,否,否,否,否,否,否,否,否,否,（1）經(jīng)驗判別法流程,（2）標(biāo)貫試驗判定法,初步判別認(rèn)為需進(jìn)一步進(jìn)行液化判別時，采用標(biāo)貫試驗判別法。在地下15m深度范圍內(nèi)的液化土

5、層滿足下式，土層應(yīng)判為液化土層,式中 ： 飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)實測值 液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值 No 液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值 ds飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)的深度，m dw地下水位深度，m c粘粒含量百分率，當(dāng)小于3或為砂土?xí)r，均應(yīng)采用3。,標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值N0,（3）剪切波速判定法（巖土班同學(xué)自學(xué)）,式中 ： 液化臨界剪切波速 液化臨界剪切波速基準(zhǔn)值,（3）Seed簡化判定法（了解）,土內(nèi)任一深度處地震產(chǎn)生的剪應(yīng)力為,引起場地內(nèi)任一深度處的砂層液化所需的剪應(yīng)力為,液化等級劃分,存在液化土層的地基應(yīng)進(jìn)一步探明各液化土層的深度和厚度，計算液化指數(shù),第三節(jié) 土的動力性質(zhì)簡介,一、飽和砂土和粉土

6、的振動液化 二、土的壓實性 三、土的動力變形與動強(qiáng)度,二、土的壓實性,工程意義 土的擊實試驗 壓實土的壓縮性和強(qiáng)度,重錘法:采用80400kN的重錘，從很高處(820m)自由落下，對土體進(jìn)行強(qiáng)力夯實的方法。這是在的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項技術(shù)。強(qiáng)夯法是用很大的沖擊能，使土體中出現(xiàn)沖擊波和很大的應(yīng)力，致使孔隙被壓縮，土體局部液化，夯實點(diǎn)周圍產(chǎn)生裂隙，形成良好排水通道，土體迅速固結(jié)。最大加固深度可達(dá)1112m或更大。此法不僅能加固陸上土層，也能加固水中土層；適用于多種土類：粗粒土、低飽和度的細(xì)粒土、雜填土、素填土、濕陷性黃土；不僅能提高地基承載力，也可防止地基液化。對于飽和細(xì)粒土，要慎用。,青藏鐵路壓

7、實路基,廣州白云機(jī)場擴(kuò)建工程,京福高速公路,電動擊實儀,手提式擊實儀,取樣設(shè)備,第三節(jié) 土的動力性質(zhì)簡介,一、飽和砂土和粉土的振動液化 二、土的壓實性 三、土的動力變形與動強(qiáng)度,三、土的動力變形與動強(qiáng)度,1.土在往復(fù)載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變特性 2.土動力性能的室內(nèi)試驗 3.土動力特性現(xiàn)場測試指標(biāo) 4.土的動強(qiáng)度,1.土在往復(fù)載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變特性,一次沖擊性動載荷：爆破、爆炸 周期性載荷：地震力、振動機(jī)械、風(fēng)浪、車輛等,在動載荷作用下土所處的力學(xué)狀態(tài),1.土在往復(fù)載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變特性,+,=,V,K0V,動剪應(yīng)變d,動剪應(yīng)力 d,動力試驗得到的應(yīng)力應(yīng)變曲線 滯回圈或滯回環(huán),2.土動力性能的室內(nèi)試驗,動三軸試驗 動單剪試驗 共振柱試驗 動扭剪試驗 振動臺試驗,3.土動力特性現(xiàn)場測試指標(biāo),剪切波速Vs,3.土動力特性現(xiàn)場測試指標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗擊數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(SPT)是動力觸探的一種，它利用一定的錘擊動能（錘重63.50.5kg，落距762cm），將一定規(guī)格的對開管式的貫入器(對開管外徑511mm、內(nèi)徑351mm，長度457mm；下端接長度761mm、刃角1820、