水利质检培训ppt培训课件

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1、土 工 质 量 检 测,陶秀珍 2009、3,土工质检培训基本要求,1、明了向社会提供公证数据的检测与科学研究的不同. 2、充分认识严格按标准、规程进行检测的重要性 3、理解土工试验基本术语 4、掌握每个试验的试验原理和试验方法 5、熟练掌握常规试验的操作步骤和成果整理方法。,第九章 土工概述,第一节 土工测试的作用和局限性,一、 概述 水利工程是一种特殊的产品。 水利工程位置险要，对国民经济的影响大。 水利工程地处江、河、湖、库等水域，水文条件、地质条件复杂，工程的地理位置险要，而且影响范围大，建设时效长，对国民经济的影响大。无论是灌溉、防洪，还是蓄水发电，都与人民的财产和安全息息相关，关系

2、到国计民生的大事。 工程质量是水利的生命。,水利工程质量检测的目的和意义 目的：发现问题， 减少偏差； 防止缺陷； 将以上三项内容从速解决。 对于水利工程而言，质量管理的目的是通过对施工全过程的质量控制，使工程质量符合设计和标准规定的要求，建造出符合要求的高质量产品，从而为人民大众谋利益。,作用： 提高水利工程质量 不符合质量要求的缺陷改正在产品形成过程中，提交合格的工程 提高工程的效益 准确的检测数据，为工程质量的优劣提供可靠的依据。 使管理者增强紧迫感和危机感，采取切实有效的措施，把产品质量、工程质量和服务质量提高到一个新的水平。 土工测试为工程提供设计需要的数据。,土工测试是探测各种土工

3、程性质的重要途径 土工测试是建筑物基础和地基承载力设计的依据，是保证岩土工程设计准确性及经济合理的基础。 土工测试是土力学理论发展的基础。,四 土工测试的局限性 土是天然形成的材料，其性质受诸多因素影响，规律性差； 土工试验模型已对诸多影响因素进行了简化； 试验人员应充分认识土工测试的作用和局限性及规范操作的重要性。并掌握试验原理、仪器设备、方法步骤、误差分析和与实际问题的联系等。,五、试验人员应掌握的基本知识 理解试验原理，掌握试验方法，并能熟悉和使用仪器设备，也就是要掌握土工试验基本理论，基本知识和基本技能。 1）试验要达到什么目的，依据什么原理； 2）使用的仪器设备，方法步骤； 3）试验

4、应获得那些数据，得出什么结论； 4）试验中的注意事项和误差分析； 5）分析试验设计与实际问题的联系。,第二节 室内土工测试项目,1、土的物理性试验 土的密度、比重、含水率、界限含水率（液限、塑限、缩限）、颗粒大小分析等，这些试验用于土的工程分类及判断土的状态。,2、土的力学性试验 渗透性、压缩性和强度试验等，主要目的是提供设计参数，如渗透系数，固结系数，变形参数，抗剪强度参数等。,3、土的化学性试验 土的矿物鉴定，易溶盐，中溶盐和难溶盐，有机质，酸碱度等，这些试验用于分析土的物质成份（化学成份，矿物组成），土粒与介质溶液间的物理化学作用以及土的结构对其力学性质的影响。,4、土的动力性能试验 动

5、单剪、动三轴、共振柱和振动扭剪试验等。 5、粗粒土的室内试验。,第十章 土的工程性质的相关知识,第一节 土的基本物理性质与工程分类 一、概述 1、成因：是地壳表层岩体经强烈风化、搬运、沉积等作用的产物。 2、组成：由矿物颗粒、水和空气组成的松散介质体。 3、特点：（1）散体性：颗粒之间无粘结或弱粘结，存在大量孔隙，透水、透气； （2）多相性：由固体颗粒、水、气组成三相体系 （3）自然变异性：漫长的地质历史时期演化形成，并随时间不断变化。,二、土的物理性质指标的定义和工程意义 1、土的粒径分布曲线和土的颗粒级配指标 不均匀系数Cu 是反映土粒级配均匀程度的一个系数 d10、d60 在粒径分布曲线

6、上小于该粒径累计质量占总质量10和60的粒径,分别称为有效粒径和限定粒径。,曲率系数Cc 反映粒径分布曲线的形状，是代表颗粒级配优劣程度的一个系数,d30 在粒径分布曲线上小于该粒径累计质量 占总质量30的粒径。,工程中，当Cu 5，且Cc13时，称土的级配良好，表明土中大小颗粒混杂，对应的粒径分布曲线显得平缓 ；若不能同时满足上述要求，则称土的级配不良，表明土中某一个或某几个粒组含量较多，粒径分布曲线对应的有一段显得陡直。,2 、 土的密度和容重 土的密度定义为单位体积土的质量，用表示，量纲为g/cm3。 土的密度在室内一般采用环刀法测定。,3 土粒比重 单位体积土粒的密度与4时纯水密度之比

7、，称为土粒比重，用GS表示，为无量纲量。 土粒比重的测定方法随着土粒粒径不同也不同。对于粒径小于5mm的土，用比重瓶法测定；对于粒径大于5mm的土，需用浮称法或虹吸筒法测定，粒径大于20mm颗粒含量小于10时采用浮称法，粒径大于20mm颗粒含量大于10时采用虹吸筒法。,4 含水率 土的含水率定义为土中水的质量与土粒质量之比，用w表示，以百分数计。 除了土的粒径分布曲线外，各种物理性质指标中，只有三个是独立的。通常取密度、土粒比重、含水率这三个基本试验指标为三个独立物理性质指标。,5 孔隙比、孔隙率 孔隙比e定义为土中孔隙体积与土粒体积之比，即 。孔隙比的数值用小数表示，它是一个重要的物理性能指

8、标，可用来评价土的密实程度。一般，e1.0的土是疏松的高压缩性土。 孔隙率n定义为土中孔隙体积与土总体积之比，即 。 孔隙比和孔隙率二者之间具有下列关系：,6 饱和度 土的饱和度Sr定义为土中孔隙被水占据的体积与总孔隙体积之比，即 ，它 表示土中孔隙被水充满的程度。Sr的大小常用百分数表示，也可用小数表示。,9 、无粘性土的相对密度 相对密度Dr定义为： 无粘性土处于最松状态时的孔隙比emax与天然状态孔隙比之差和最松状态时的孔隙比emax与最紧密状态孔隙比emin之差的比值。表示为： 无粘性土的密实度对其工程性质有重要的影响。土粒排列愈紧密，在外荷作用下，其变形愈小，强度愈大，工程性质愈好。

9、,10、 黏性土的稠度和界限含水率 黏性土最主要的物理状态特征是它的稠度。稠度是指黏性土在某一含水率下抵抗变形和破坏的能力。黏性土在含水率变化时，稠度也随之而变。通常用坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑等术语来描述。黏性土从一种状态转变为另一种状态，采用界限含水率来区分。称为稠度界限或阿泰堡界限,工程上常用界限有：液限、塑限和缩限。,液限是流动状态与可塑状态的界限含水率，也就是可塑状态的上限含水率。塑限是可塑状态与半固体状态的界限含水率，也就是可塑状态的下限含水率。缩限是半固体状态与固体状态的界限含水率，也就是黏性土随着含水率的减小体积开始不变时的含水率。 土的界限含水率和土粒组成、矿物成分及粘土颗

10、粒表面吸附阳离子的性质等有关，可以认为界限含水率的大小反映了这些因素的综合影响，因而对黏性土的分类和工程性质评价有着 重要意义。,11、 黏性土的塑性指数和液性指数 塑性指数的定义为液限与塑限的差值,用符号 表示, 表示土处于可塑状态的含水率变化的范围，是衡量土的可塑性大小的重要指标。 液性指数定义为天然含水率与塑限含水率的差值与塑性指数之比，用符号 表示,即 液性指数是土抵抗外力的量度，其值愈大，抵抗外力的能力愈小。,三、土的工程分类 1、新标准（国家标准）的内容结构 土的工程分类标准共分5章，主要内容有：土的分类原则和分类指标；土分类的粒组划分和级配；有机质土判断依据；土分类的定名和代号；

11、细粒土的塑性图分类；土的简易鉴别、分类和描述。,2、与90标准不同点 修订的主要内容有：取消了正文中特殊土部分内容；增加了“第2章 术语、符号和代号”，取消了“附录一 基本代号”；粒组划分中砾粒增加了1组细分，砂粒增加了2组细分；取消了锥尖入土深度10mm液限标准塑性图及其相关内容；增加了“附录A 土的工程分类体系框图”。,第二节 土的渗透性,1、土的渗透性土具有使水通过其孔隙流动的性能称为土的渗透性。渗透性是土的重要力学性质之一，它对工程设计、施工都具有重要意义。 2、渗透的危害： 渗漏，造成水量损失 改变建筑物地基或土坝、边坡等的稳定条件,3、了解土的渗透性的重要意义 建筑物稳定和安全的要

12、求 渗流将细土粒或局部土体冲走，使土体发生渗透变形，土体的稳定条件变坏，甚至危及整个建筑物的安全；或因渗透力过大会引起土坡发生滑动或坍塌。 研究建筑物或地基沉降的需要 饱和土地基在建筑物荷载作用下产生压缩（固结）变形需经过一定时间才能稳定，而经历时间的长短与土的渗透性直接有关； 开挖基坑时估算涌水量,二 、达西定律 1、基本假设： 1）达西采用了以整个土样断面积计算的假想渗流速度，或单位时间内土样通过单位总面积的流量，而不是土样孔隙流体的真正速度。实际上土试样断面内，仅土颗粒骨架间的孔隙是渗水的，而沿试样长度的各个断面，其孔隙大小和分布是不均匀的。 2）达西考虑了以试样长度计算的平均水力梯度，

13、而不是局部的真正水头损失。 土中水的实际流程是十分弯曲的，比试样长度大得多，而且也无法知道。,2、达西定律表达式 当水流是层流的时候，水力梯度与土中水的流速之间呈线性关系。 这个关系称为达西定律，比例系数 为土的渗透系数，其物理意义是当水力梯度等于1时的渗透速度。,3、达西定律的适用范围 在多数情况下水在孔隙中流速缓慢，其流动状态多属于层流，符合达西定律 不少学者对原状粘土进行的试验表明，粘性很强的密实粘土中，土的渗透特征也偏离达西定律。 一些粗粒土（如砾、卵石等）中的渗流（如堆石体中的渗流）当水力梯度较大时，土中水的流动已不再是层流，而是紊流。这时，达西定律不再适用，渗流速度与水力梯度之间的

14、关系不再保持直线而变为非线性的曲线关系,a) 砂土； b) 密实粘土； c) 砾土,第三节 土的压缩性 一、 概述 土在压力作用下体积减小的特性称为土的压缩性。土的压缩主要是在压力的作用下，由于土颗粒位置发生重新排列导致的土孔隙体积的减小和孔隙水的排出的结果。 土的固结是指饱和土而言，饱和土孔隙中充满水，在荷载作用下，土体中孔隙水排出、孔隙比减小而使土逐渐被压密的过程称为土的固结。,二、饱和土的固结机理 当荷载施加到饱和粘土上，不可压缩的自由水处于承受压力状态，因此，一开始孔隙水承受全部的附加压力，随着孔隙水的排出，土体积不断缩小逐步固结，称主固结；但随着自由水的排出，孔隙水压力降低，土颗粒承

15、受的压力增高，使颗粒接触处的粘滞水排走一些，称次固结，这个过程非常慢。所以，饱和土的固结由两部分组成，即主固结和次固结。,二、太沙基一维固结理论 1、基本假设： （1）土是均质、各向同性和完全饱和的； （2）土粒和孔隙水不可压缩，土的体积变化完全是孔隙水的排出而产生的； （3）土中附加应力沿水平面是无限延伸均匀分布的，因此土层的压缩和土中水的渗流都是一维的 （4）土中水的渗流服从达西定律； （5）固结过程中，土的渗透系数和固结系数为常量； （6）外荷是一次瞬时施加到土体上，固结过程中保持不变。,2、太沙基一维固结微分方程 其中 称为土的固结系数（ ） 固结系数是反映土体固结快慢的一个重要指标，

16、它是需要通过试验来确定的。正确地确定土的固结系数对于基础沉降速率的计算有着十分重要的意义。,第四节 土的抗剪强度,一 、 概述 土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力；也就是当土体受到剪应力作用时，土体对剪应变增大所产生的阻力称为抗剪强度。 抗剪强度是土的重要力学指标之一。在外荷载作用下，建筑物地基或土工构筑物内部将产生剪应力和剪切变形，而土体具有抵抗剪应力的潜在能力抗剪力，它随着剪应力的增加而逐渐发挥，当抗剪力完全发挥时，土就处于剪切破坏的极限状态，此时抗剪力也就达到极限。这个极限值就是土的抗剪强度。,二、库仑定律 法国学者库仑根据砂土的试验结果，将土的抗剪强度表达为破坏面上法向应力的函数，即抗剪强度和法向应力可以表示为线性关系。,三、摩尔理论 1910年摩尔（Mohr）提出： 1）材料的破坏是剪切破坏 2）任何面上的抗剪强度是作用于该面上的法向应力的函数，即 3）当材料中任何一个面上的剪应力等于材料的抗剪强度时，该点便被破坏。 在坐标系中，以上关系式通常表示为一条向上略凸的曲线，称为摩尔包线（或称为抗剪强度包线）如图,