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1、4.2 4.2 土的物理力学性质及其指标土的物理力学性质及其指标土的物理力学性质及其指标土的物理力学性质及其指标4.2.1 4.2.1 土的三相比例指标土的三相比例指标2.2.2 2.2.2 无粘性土的紧密状态无粘性土的紧密状态4.2.3 4.2.3 粘性土的物理特征粘性土的物理特征4.2.4 4.2.4 土的力学性质土的力学性质2021/6/161土的三相组成及其比例指标土的三相组成及其比例指标土的三相组成及其比例指标土的三相组成及其比例指标 固相固相固相固相不同成分和结构的土中，土的三相之间具有不同的比例。不同成分和结构的土中，土的三相之间具有不同的比例。不同成分和结构的土中，土的三相之间
2、具有不同的比例。不同成分和结构的土中，土的三相之间具有不同的比例。土土土土的的的的三三三三相相相相组组组组成成成成的的的的重重重重量量量量和和和和体体体体积积积积之之之之间间间间的的的的比比比比例例例例关关关关系系系系不不不不同同同同，则则则则土土土土的的的的重重重重量量量量性性性性质质质质( (轻轻轻轻、重重重重情情情情况况况况) )、含含含含水水水水性性性性( (含含含含水水水水程程程程度度度度) )和和和和孔孔孔孔隙隙隙隙性性性性( (密密密密实实实实程程程程度度度度) )等等等等基基基基本本本本物物物物理理理理性性性性质质质质各各各各不不不不相相相相同同同同，并并并并随随随随着着着着各
3、各各各种种种种条条条条件件件件的的的的变变变变化化化化而而而而改改改改变变变变。例例例例如如如如对对对对同同同同一一一一成成成成分分分分和和和和结结结结构构构构的的的的土土土土，地地地地下下下下水水水水位位位位的的的的升升升升高高高高或或或或降降降降低低低低，都都都都将将将将改改改改变变变变土土土土中中中中水水水水的的的的含含含含量量量量；经经经经过过过过压压压压实实实实，其其其其孔孔孔孔隙隙隙隙体体体体积积积积将将将将减减减减小小小小。这这这这些些些些情情情情况况况况都都都都可可可可以以以以通通通通过过过过相相相相应应应应指指指指标标标标的的的的具具具具体体体体数数数数字字字字反反反反映映映
4、映出出出出来。来。来。来。 表表表表示示示示土土土土的的的的三三三三相相相相比比比比例例例例关关关关系系系系的的的的指指指指标标标标，称称称称为为为为土土土土的的的的三三三三相相相相比比比比例例例例指指指指标标标标，亦亦亦亦即即即即土土土土的的的的基基基基本本本本物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标，包包包包括括括括土土土土的的的的颗颗颗颗粒粒粒粒比比比比重重重重、重重重重度度度度、含水量、饱和度、孔隙比和孔隙率等。含水量、饱和度、孔隙比和孔隙率等。含水量、饱和度、孔隙比和孔隙率等。含水量、饱和度、孔隙比和孔隙率等。 液相液相液相液相 气相气相气相气相2021/6/162土的三相比
5、例指标的定义土的三相比例指标的定义土的三相比例指标的定义土的三相比例指标的定义颗颗颗颗粒粒粒粒比比比比重重重重G G：土土土土粒粒粒粒重重重重量量量量与与与与同同同同体体体体积积积积4 4摄摄摄摄氏氏氏氏度度度度时时时时水水水水的的的的重重重重量量量量之之之之比比比比，在数值上等于在数值上等于在数值上等于在数值上等于单位体积单位体积单位体积单位体积土粒（固体部分）土粒（固体部分）土粒（固体部分）土粒（固体部分）的重量的重量的重量的重量。重度：重度：重度：重度：单位体积单位体积单位体积单位体积土土土土的重量的重量的重量的重量 干重度、饱和重度和浮重度干重度、饱和重度和浮重度干重度、饱和重度和浮重
6、度干重度、饱和重度和浮重度含水量含水量含水量含水量ww：土中水的重量与：土中水的重量与：土中水的重量与：土中水的重量与土粒土粒土粒土粒重量之比，用百分数表示重量之比，用百分数表示重量之比，用百分数表示重量之比，用百分数表示饱和度饱和度饱和度饱和度S Sr r：土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比：土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比：土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比：土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比孔隙比孔隙比孔隙比孔隙比e e：孔隙体积与：孔隙体积与：孔隙体积与：孔隙体积与土粒体积（固体部分）土粒体积（固体部分）土粒体积（固体部分）土粒体积（固体部分）之比。之比。之比。之比。
7、孔隙率孔隙率孔隙率孔隙率n n：孔隙体积与：孔隙体积与：孔隙体积与：孔隙体积与总体积总体积总体积总体积之比。之比。之比。之比。2021/6/163颗颗颗颗粒粒粒粒比比比比重重重重决决决决定定定定于于于于土土土土的的的的矿矿矿矿物物物物成成成成分分分分，它它它它的的的的数数数数值值值值一一一一般般般般为为为为2.65-2.65-2.752.75。有有有有机机机机质质质质土土土土为为为为2 242425 5；泥泥泥泥炭炭炭炭土土土土为为为为1 15 5一一一一1 18585而而而而含含含含铁铁铁铁质质质质较较较较多多多多的的的的粘粘粘粘件件件件土土土土可可可可达达达达2 28 8一一一一L L o
8、 o c c同同同同种种种种类类类类的的的的土土土土，其颗粒比重变其颗粒比重变其颗粒比重变其颗粒比重变化幅度很小。化幅度很小。化幅度很小。化幅度很小。 颗颗颗颗粒粒粒粒比比比比重重重重可可可可在在在在试试试试验验验验室室室室内内内内用用用用比比比比重重重重版版版版法法法法测测测测定定定定。一一一一般般般般土土土土的的的的颗颗颗颗粒粒粒粒比重值见表比重值见表比重值见表比重值见表2323。由于颗粒变化。由于颗粒变化。由于颗粒变化。由于颗粒变化的幅度不大，通常可按经验数值选用。的幅度不大，通常可按经验数值选用。的幅度不大，通常可按经验数值选用。的幅度不大，通常可按经验数值选用。2021/6/164无
9、粘性土的紧密状态无粘性土的紧密状态无粘性土的紧密状态无粘性土的紧密状态无粘性土无粘性土无粘性土无粘性土: :碎石土、砂土、粉土碎石土、砂土、粉土碎石土、砂土、粉土碎石土、砂土、粉土无无无无粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的紧紧紧紧密密密密状状状状态态态态是是是是判判判判定定定定其其其其工工工工程程程程性性性性质质质质的的的的重重重重要要要要指指指指标标标标，综综综综合合合合反反反反映映映映了了了了无无无无粘粘粘粘性性性性土土土土颗颗颗颗粒粒粒粒的的的的岩岩岩岩石石石石和和和和矿矿矿矿物物物物组组组组成成成成、粒粒粒粒度度度度组组组组成成成成、颗颗颗颗粒粒粒粒形形形形状状状状和和和和排排排排列列列
10、列等等等等对对对对其其其其工工工工程程程程性性性性质质质质的的的的影影影影响。响。响。响。n n决定无粘性土紧密状态的因素决定无粘性土紧密状态的因素决定无粘性土紧密状态的因素决定无粘性土紧密状态的因素n n无粘性土紧密状态指标及其确定方法无粘性土紧密状态指标及其确定方法无粘性土紧密状态指标及其确定方法无粘性土紧密状态指标及其确定方法2021/6/165nn决定无粘性土紧密状态的因素决定无粘性土紧密状态的因素决定无粘性土紧密状态的因素决定无粘性土紧密状态的因素pp受受受受荷荷荷荷历历历历史史史史：年年年年代代代代较较较较老老老老，有有有有超超超超压压压压密密密密历历历历史史史史的的的的，密密密密
11、实实实实度大度大度大度大pp形形形形成成成成环环环环境境境境：洪洪洪洪积积积积、坡坡坡坡积积积积比比比比冲冲冲冲积积积积、冰冰冰冰积积积积、海海海海积积积积的的的的密实度小密实度小密实度小密实度小pp颗粒组成：粗、不均匀，密实度大颗粒组成：粗、不均匀，密实度大颗粒组成：粗、不均匀，密实度大颗粒组成：粗、不均匀，密实度大pp矿矿矿矿物物物物成成成成分分分分及及及及颗颗颗颗粒粒粒粒形形形形状状状状：片片片片状状状状云云云云母母母母与与与与柱柱柱柱状状状状、粒粒粒粒状状状状颗粒组成比，密实度小颗粒组成比，密实度小颗粒组成比，密实度小颗粒组成比，密实度小2021/6/166nn无粘性土紧密状态指标及其
12、确定方法无粘性土紧密状态指标及其确定方法无粘性土紧密状态指标及其确定方法无粘性土紧密状态指标及其确定方法（1 1）天然孔隙比：）天然孔隙比：）天然孔隙比：）天然孔隙比： 砂砂砂砂土土土土的的的的承承承承载载载载力力力力不不不不论论论论其其其其颗颗颗颗粒粒粒粒组组组组成成成成的的的的粗粗粗粗细细细细，均均均均随着天然孔隙比的减小而显著增大。随着天然孔隙比的减小而显著增大。随着天然孔隙比的减小而显著增大。随着天然孔隙比的减小而显著增大。 通过测通过测通过测通过测天然重度天然重度天然重度天然重度，换算天然孔隙比，换算天然孔隙比，换算天然孔隙比，换算天然孔隙比 天然重度天然重度天然重度天然重度测定方法
13、：测定方法：测定方法：测定方法： 地下水位以上湿砂：环刀法地下水位以上湿砂：环刀法地下水位以上湿砂：环刀法地下水位以上湿砂：环刀法 地下水位以上干砂：灌砂法（注水法）地下水位以上干砂：灌砂法（注水法）地下水位以上干砂：灌砂法（注水法）地下水位以上干砂：灌砂法（注水法） 地下水位以下砂土：地下水位以下砂土：地下水位以下砂土：地下水位以下砂土：难难难难例子：例子：例子：例子：划分砂土密实度划分砂土密实度划分砂土密实度划分砂土密实度P81P81，表，表，表，表4-64-6 划分粉土密实度划分粉土密实度划分粉土密实度划分粉土密实度P83P83，表，表，表，表4-94-92021/6/167nn无粘性土
14、紧密状态指标及其确定方法无粘性土紧密状态指标及其确定方法无粘性土紧密状态指标及其确定方法无粘性土紧密状态指标及其确定方法（2 2）相对密度：）相对密度：）相对密度：）相对密度： 天天天天然然然然孔孔孔孔隙隙隙隙比比比比作作作作为为为为砂砂砂砂土土土土密密密密实实实实状状状状态态态态的的的的分分分分类类类类指指指指标标标标缺缺缺缺乏乏乏乏概概概概括括括括性性性性，因因因因土土土土的的的的密密密密实实实实度度度度还还还还与与与与砂砂砂砂粒粒粒粒的的的的形形形形状状状状、粒粒粒粒径径径径级级级级配配配配等等等等有有有有关。关。关。关。 例例例例：疏疏疏疏松松松松、级级级级配配配配良良良良好好好好的的
15、的的砂砂砂砂土土土土孔孔孔孔隙隙隙隙比比比比，比比比比紧紧紧紧密密密密、颗颗颗颗粒均匀的砂土孔隙比小。粒均匀的砂土孔隙比小。粒均匀的砂土孔隙比小。粒均匀的砂土孔隙比小。 相对密度更有代表性。公式：相对密度更有代表性。公式：相对密度更有代表性。公式：相对密度更有代表性。公式：P82P82（4-144-14） 1 1：密实状态；：密实状态；：密实状态；：密实状态；0 0：松散状态：松散状态：松散状态：松散状态 优点：较完善指标，综合反映各方面特征优点：较完善指标，综合反映各方面特征优点：较完善指标，综合反映各方面特征优点：较完善指标，综合反映各方面特征 缺点：实际应用困难，使用并不广泛。缺点：实际
16、应用困难，使用并不广泛。缺点：实际应用困难，使用并不广泛。缺点：实际应用困难，使用并不广泛。例子：划分砂土紧密状态例子：划分砂土紧密状态例子：划分砂土紧密状态例子：划分砂土紧密状态P83P83，表，表，表，表4-74-72021/6/168nn天然孔隙比天然孔隙比天然孔隙比天然孔隙比nn相对密度相对密度相对密度相对密度例外：例外：例外：例外：标准贯入或静力触探评定砂土的密实状态。标准贯入或静力触探评定砂土的密实状态。标准贯入或静力触探评定砂土的密实状态。标准贯入或静力触探评定砂土的密实状态。P83P83表表表表4-84-8野外鉴别方法评定碎石土的密实状态。野外鉴别方法评定碎石土的密实状态。野外
17、鉴别方法评定碎石土的密实状态。野外鉴别方法评定碎石土的密实状态。P84P84表表表表4-104-10采取原状土样采取原状土样采取原状土样采取原状土样2021/6/1694.2.3 4.2.3 粘性土的物理特征粘性土的物理特征粘性土的物理特征粘性土的物理特征n n1 1 粘性土的界限含水量粘性土的界限含水量粘性土的界限含水量粘性土的界限含水量n n2 2 粘性土的塑性指数和液性指数粘性土的塑性指数和液性指数粘性土的塑性指数和液性指数粘性土的塑性指数和液性指数2021/6/1610n1 1 粘性土的界限含水量粘性土的界限含水量粘性土的界限含水量粘性土的界限含水量 粘粘粘粘性性性性土土土土随随随随着
18、着着着本本本本身身身身含含含含水水水水量量量量的的的的变变变变化化化化，可可可可以以以以处处处处于于于于各各各各种种种种不不不不同同同同的的的的物物物物理理理理状状状状态态态态，其其其其工工工工程程程程性性性性质质质质也也也也相相相相应应应应地地地地发发发发生很大的变化。生很大的变化。生很大的变化。生很大的变化。l l固体状态：固体状态：固体状态：固体状态：l l可塑状态：可塑状态：可塑状态：可塑状态：l l流塑流塑流塑流塑- -流动状态：流动状态：流动状态：流动状态：2021/6/1611稠稠稠稠度度度度：粘粘粘粘性性性性土土土土因因因因含含含含水水水水量量量量的的的的变变变变化化化化而而而
19、而呈呈呈呈现现现现出出出出的的的的各各各各种种种种不不不不同同同同物理状态。物理状态。物理状态。物理状态。可可可可塑塑塑塑性性性性：土土土土在在在在外外外外力力力力作作作作用用用用下下下下，可可可可以以以以揉揉揉揉塑塑塑塑成成成成任任任任意意意意形形形形状状状状而而而而发发发发生生生生裂裂裂裂缝缝缝缝，当当当当外外外外力力力力解解解解除除除除后后后后仍仍仍仍能能能能保保保保持持持持既既既既得得得得形形形形状状状状的的的的一一一一种种种种性能。性能。性能。性能。界界界界限限限限含含含含水水水水量量量量（稠稠稠稠度度度度界界界界限限限限）：随随随随着着着着含含含含水水水水量量量量的的的的变变变变化
20、化化化，粘粘粘粘性性性性土土土土由由由由一一一一种种种种稠稠稠稠度度度度状状状状态态态态转转转转变变变变为为为为另另另另一一一一种种种种状状状状态态态态，相相相相应应应应于于于于转转转转变点的含水量。变点的含水量。变点的含水量。变点的含水量。P84 P84 图图图图4-234-23缩限；塑限（塑性下限）；液限（流限，塑性上限）缩限；塑限（塑性下限）；液限（流限，塑性上限）缩限；塑限（塑性下限）；液限（流限，塑性上限）缩限；塑限（塑性下限）；液限（流限，塑性上限）2021/6/1612液限的测定液限的测定n n锥式液限仪：锥式液限仪：锥式液限仪：锥式液限仪：P85P85图图图图4-244-24n
21、 n碟式液限仪：碟式液限仪：碟式液限仪：碟式液限仪：P85P85图图图图4-254-25两种仪器比较：两种仪器比较：两种仪器比较：两种仪器比较： 随随随随着着着着液液液液限限限限的的的的增增增增加加加加，两两两两种种种种仪仪仪仪器器器器所所所所测测测测得得得得的的的的差差差差值值值值增增增增大大大大，一一一一般般般般情情情情况况况况下下下下碟碟碟碟式式式式仪仪仪仪测测测测得得得得的的的的液限大于锥式仪。液限大于锥式仪。液限大于锥式仪。液限大于锥式仪。2021/6/1613缩限的测定缩限的测定收缩皿法收缩皿法收缩皿法收缩皿法缩限缩限缩限缩限=液限液限液限液限- -烘干时失去水量烘干时失去水量烘干
22、时失去水量烘干时失去水量2021/6/1614塑限的测定塑限的测定搓条法搓条法搓条法搓条法缺缺缺缺点点点点：手手手手工工工工操操操操作作作作，人人人人为为为为因因因因素素素素影影影影响响响响大大大大，成成成成果不稳定。果不稳定。果不稳定。果不稳定。探索新方法探索新方法探索新方法探索新方法2021/6/1615（1 1）联合测定法求液限、塑限）联合测定法求液限、塑限）联合测定法求液限、塑限）联合测定法求液限、塑限P86 P86 图图图图4-264-26锥式仪；电磁放锥法；锥式仪；电磁放锥法；锥式仪；电磁放锥法；锥式仪；电磁放锥法；双对数坐标纸：双对数坐标纸：双对数坐标纸：双对数坐标纸：入土深度与
23、含水量的关系曲线入土深度与含水量的关系曲线入土深度与含水量的关系曲线入土深度与含水量的关系曲线10mm10mm：液限：液限：液限：液限2mm2mm：塑限：塑限：塑限：塑限2021/6/1616（2 2）按液限和塑限的相关关系确定塑限）按液限和塑限的相关关系确定塑限）按液限和塑限的相关关系确定塑限）按液限和塑限的相关关系确定塑限液限已知液限已知液限已知液限已知按经验公式计算塑限按经验公式计算塑限按经验公式计算塑限按经验公式计算塑限P86P862021/6/1617n2 2粘性土的塑性指数和液性指数粘性土的塑性指数和液性指数粘性土的塑性指数和液性指数粘性土的塑性指数和液性指数l l塑性指数塑性指数
24、塑性指数塑性指数l l液性指数液性指数液性指数液性指数2021/6/1618（1 1）塑性指数）塑性指数）塑性指数）塑性指数l l液限和塑限的差值液限和塑限的差值液限和塑限的差值液限和塑限的差值P86P86（4-164-16）l l表示土处在可塑状态的含水量的变化范围。表示土处在可塑状态的含水量的变化范围。表示土处在可塑状态的含水量的变化范围。表示土处在可塑状态的含水量的变化范围。l l越越越越大大大大，土土土土处处处处于于于于可可可可塑塑塑塑状状状状态态态态的的的的含含含含水水水水量量量量的的的的变变变变化化化化范范范范围围围围也越大，可塑性就越强。也越大，可塑性就越强。也越大，可塑性就越强
25、。也越大，可塑性就越强。l l大大大大小小小小与与与与土土土土中中中中结结结结合合合合水水水水的的的的发发发发育育育育程程程程度度度度和和和和含含含含量量量量有有有有关关关关，即即即即与与与与土土土土的的的的颗颗颗颗粒粒粒粒组组组组成成成成（粘粘粘粘粒粒粒粒含含含含量量量量）、矿矿矿矿物物物物成成成成分分分分及及及及土中水的离子成分和浓度等因素有关。土中水的离子成分和浓度等因素有关。土中水的离子成分和浓度等因素有关。土中水的离子成分和浓度等因素有关。l l塑塑塑塑性性性性指指指指数数数数在在在在一一一一定定定定程程程程度度度度上上上上综综综综合合合合反反反反映映映映了了了了影影影影响响响响粘粘
26、粘粘性性性性土土土土特特特特征征征征的的的的各各各各种种种种重重重重要要要要因因因因素素素素，常常常常用用用用塑塑塑塑性性性性指指指指数数数数作作作作为为为为粘粘粘粘性土分类的标准。性土分类的标准。性土分类的标准。性土分类的标准。2021/6/1619（1 1）液性指数）液性指数）液性指数）液性指数l lP86P86（4-174-17）l l表征粘性土所处的软硬状态。表征粘性土所处的软硬状态。表征粘性土所处的软硬状态。表征粘性土所处的软硬状态。l l值越大，土质越软；反之，土质越硬。值越大，土质越软；反之，土质越硬。值越大，土质越软；反之，土质越硬。值越大，土质越软；反之，土质越硬。l lP8
27、7P87表表表表4-114-11，按液性指数划分粘性土的状态。，按液性指数划分粘性土的状态。，按液性指数划分粘性土的状态。，按液性指数划分粘性土的状态。l l天然结构土与扰动结构土的差别天然结构土与扰动结构土的差别天然结构土与扰动结构土的差别天然结构土与扰动结构土的差别l l瓦式圆锥仪入土深度判定粘性土的天然状态瓦式圆锥仪入土深度判定粘性土的天然状态瓦式圆锥仪入土深度判定粘性土的天然状态瓦式圆锥仪入土深度判定粘性土的天然状态2021/6/16204.2.4 4.2.4 土的力学性质土的力学性质土的力学性质土的力学性质 决决定定地地基基变变形形、以以至至失失稳稳危危险险性性的主要因素：的主要因素
28、：n上上部部荷荷载载的的性性质质、大大小小、分分布布面面积积、形状及时间因素形状及时间因素n地基土的力学性质：变形、强度地基土的力学性质：变形、强度2021/6/1621 对对土土的的变变形形与与强强度度性性质质，必必须须从从土土的应力与应变的基本关系出发来研究。的应力与应变的基本关系出发来研究。 近似：近似： 非线性非线性-线性近似线性近似 非均质性非均质性-均质性近似均质性近似2021/6/1622基本概念：基本概念：基本概念：基本概念：压缩性压缩性压缩性压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性。：土在压力作用下体积缩小的特性。：土在压力作用下体积缩小的特性。：土在压力作用下体积缩小的特性。
29、固体土粒和水的可压缩量小固体土粒和水的可压缩量小固体土粒和水的可压缩量小固体土粒和水的可压缩量小 土的压缩可施为土中孔隙体积的减小。土的压缩可施为土中孔隙体积的减小。土的压缩可施为土中孔隙体积的减小。土的压缩可施为土中孔隙体积的减小。土的固结土的固结土的固结土的固结：土的压缩随时间而增长的过程。：土的压缩随时间而增长的过程。：土的压缩随时间而增长的过程。：土的压缩随时间而增长的过程。 无粘性土：透水性大，固结快。无粘性土：透水性大，固结快。无粘性土：透水性大，固结快。无粘性土：透水性大，固结快。 粘性土：透水性小，固结慢。粘性土：透水性小，固结慢。粘性土：透水性小，固结慢。粘性土：透水性小，固
30、结慢。 对对对对于于于于饱饱饱饱和和和和软软软软粘粘粘粘性性性性土土土土，土土土土的的的的固固固固结结结结问问问问题题题题 是十分重要的。是十分重要的。是十分重要的。是十分重要的。变形变形压缩性压缩性2021/6/1623变形变形压缩性压缩性室内压缩实验：室内压缩实验：室内压缩实验：室内压缩实验：压缩仪的压缩容器简图压缩仪的压缩容器简图压缩仪的压缩容器简图压缩仪的压缩容器简图压压压压缩缩缩缩试试试试验验验验时时时时，用用用用金金金金属属属属环环环环刀刀刀刀切切切切取取取取保保保保持持持持天天天天然然然然结结结结构构构构的的的的原原原原状状状状土土土土样样样样，并并并并置置置置于于于于圆圆圆圆筒
31、筒筒筒形形形形压压压压缩缩缩缩容容容容器器器器的的的的刚刚刚刚性性性性护护护护环环环环内内内内，土土土土样样样样上上上上下下下下各各各各垫垫垫垫有有有有一一一一块块块块透透透透水水水水石石石石，土土土土样样样样受受受受压压压压后后后后土土土土中中中中水水水水可可可可以以以以自自自自由由由由排排排排出出出出。由由由由于于于于金金金金属属属属环环环环刀刀刀刀和和和和刚刚刚刚性性性性护护护护环环环环的的的的限限限限制制制制，土土土土样样样样在在在在压压压压力力力力作作作作用用用用下下下下只只只只可可可可能能能能发发发发生生生生竖竖竖竖向向向向压压压压缩缩缩缩，而而而而无无无无侧侧侧侧向向向向变变变变
32、形形形形。土土土土样样样样在在在在天天天天然然然然状状状状态态态态下下下下或或或或经经经经人人人人工工工工饱饱饱饱和和和和后后后后，进进进进行行行行逐逐逐逐级级级级加加加加压压压压固固固固结结结结，以以以以便便便便测测测测定定定定各各各各级级级级压压压压力力力力户户户户作作作作用用用用下下下下土土土土样样样样压压压压缩缩缩缩稳稳稳稳定定定定后后后后的孔隙比变化。的孔隙比变化。的孔隙比变化。的孔隙比变化。2021/6/1624土的孔隙比与相应压力的关系曲线，即土的压缩曲线。土的孔隙比与相应压力的关系曲线，即土的压缩曲线。土的孔隙比与相应压力的关系曲线，即土的压缩曲线。土的孔隙比与相应压力的关系曲
33、线，即土的压缩曲线。压缩曲线两种方法绘制：压缩曲线两种方法绘制：压缩曲线两种方法绘制：压缩曲线两种方法绘制：直角坐标系；双对数坐标系直角坐标系；双对数坐标系直角坐标系；双对数坐标系直角坐标系；双对数坐标系在在在在 常常常常 规规规规 试试试试 验验验验 中中中中 ， 一一一一 般般般般 按按按按 P P 0.050.05、 0.10.1、 0.20.2、 0.30.3、0.4MPa0.4MPa五五五五级级级级加加加加荷荷荷荷；试试试试验验验验时时时时以以以以较较较较小小小小的的的的压压压压力力力力开开开开始始始始，采采采采取取取取小小小小增增增增量量量量多级加荷，并加到较大的荷载多级加荷，并加
34、到较大的荷载多级加荷，并加到较大的荷载多级加荷，并加到较大的荷载( (例如例如例如例如1-1.6MPa)1-1.6MPa)为止。为止。为止。为止。土土土土的的的的压压压压缩缩缩缩曲曲曲曲线线线线2021/6/1625压缩系数压缩系数压压压压缩缩缩缩性性性性不不不不同同同同的的的的土土土土，其其其其压压压压缩缩缩缩曲曲曲曲线线线线的的的的形形形形状状状状是是是是不不不不一一一一样样样样的的的的。曲曲曲曲线线线线愈愈愈愈陡陡陡陡说说说说明明明明随随随随着着着着压压压压力力力力的的的的增增增增加加加加，土土土土孔孔孔孔隙隙隙隙比比比比的的的的减减减减小小小小愈愈愈愈显显显显著著著著，因因因因而而而而
35、土土土土的的的的压压压压缩缩缩缩性性性性愈愈愈愈高高高高. .所所所所以以以以，曲曲曲曲线线线线上上上上任任任任一一一一点点点点的的的的切切切切线线线线斜斜斜斜率率率率就就就就表表表表示示示示了了了了相相相相应应应应压压压压力力力力作作作作用用用用下下下下土土土土的的的的压压压压缩缩缩缩性性性性，称称称称为为为为压缩系数。压缩系数。压缩系数。压缩系数。值越大，压缩性越高。值越大，压缩性越高。值越大，压缩性越高。值越大，压缩性越高。 2021/6/1626压缩指数压缩指数压缩指数压缩指数土土土土的的的的e-pe-p曲曲曲曲线线线线改改改改绘绘绘绘成成成成半半半半对对对对数数数数压压压压缩缩缩缩曲
36、曲曲曲线线线线e-logpe-logp时时时时，它它它它的的的的后后后后段段段段接接接接近近近近直直直直线线线线。其其其其斜斜斜斜率率率率CcCc称为土的压缩指数称为土的压缩指数称为土的压缩指数称为土的压缩指数值越大，压缩性越高。值越大，压缩性越高。值越大，压缩性越高。值越大，压缩性越高。在在在在直直直直线线线线段段段段范范范范围围围围内内内内并并并并不不不不随随随随压压压压力力力力而而而而变变变变，试试试试验验验验时时时时要要要要求求求求斜斜斜斜率率率率确确确确定定定定得得得得很很很很仔仔仔仔细细细细，否否否否则则则则出出出出入入入入很大。很大。很大。很大。低低低低压压压压缩缩缩缩性性性性土
37、土土土的的的的CcCc值值值值一一一一般般般般小小小小于于于于0.20.2，CcCc值值值值大大大大于于于于0.40.4一一一一般属于高压缩性土。般属于高压缩性土。般属于高压缩性土。般属于高压缩性土。2021/6/1627压缩模量压缩模量压缩模量压缩模量完完完完全全全全侧侧侧侧限限限限条条条条件件件件下下下下的的的的竖竖竖竖向向向向附附附附加加加加压压压压应应应应力力力力与与与与相相相相应应应应的的的的应应应应变变变变增增增增量量量量之之之之比值比值比值比值. .值越小，压缩性越高。值越小，压缩性越高。值越小，压缩性越高。值越小，压缩性越高。为为为为了了了了便便便便于于于于比比比比较较较较和和
38、和和应应应应用用用用，通通通通常常常常采采采采用用用用压压压压力力力力间间间间隔隔隔隔p1p10.1MPa0.1MPa和和和和p2p20.2MPa0.2MPa所得的压缩模量所得的压缩模量所得的压缩模量所得的压缩模量 2021/6/1628强度强度强度强度- -实质上是土的抗剪强度问题实质上是土的抗剪强度问题实质上是土的抗剪强度问题实质上是土的抗剪强度问题在在在在工工工工程程程程实实实实践践践践中中中中，土土土土的的的的强强强强度度度度问问问问题题题题涉涉涉涉及及及及地地地地基基基基承承承承载载载载力力力力；路路路路堤堤堤堤、土土土土坝坝坝坝的的的的边边边边坡坡坡坡和和和和天天天天然然然然土土土
39、土坡坡坡坡的的的的稳稳稳稳定定定定性性性性以以以以及及及及土土土土作作作作为为为为工工工工程程程程结结结结构构构构物物物物的的的的环环环环境境境境时时时时，作作作作用用用用于于于于结结结结构构构构物物物物上上上上的的的的土土土土压压压压力力力力和和和和山山山山岩压力等问题，如图。岩压力等问题，如图。岩压力等问题，如图。岩压力等问题，如图。土土土土体体体体在在在在通通通通常常常常应应应应力力力力状状状状态态态态下下下下的的的的破破破破坏坏坏坏，表表表表现现现现为为为为塑塑塑塑性性性性破破破破坏坏坏坏，或或或或称称称称剪剪剪剪切切切切破破破破坏坏坏坏。即即即即在在在在土土土土的的的的自自自自重重重
40、重或或或或外外外外荷荷荷荷载载载载作作作作用用用用下下下下，在在在在土土土土体体体体中中中中某某某某一一一一个个个个曲曲曲曲面面面面上上上上产产产产生生生生的的的的剪剪剪剪应应应应力力力力值值值值达达达达到到到到了了了了土土土土对对对对剪剪剪剪切切切切破破破破坏坏坏坏的的的的极极极极限限限限抗抗抗抗力力力力( (这这这这个个个个极极极极限限限限抗抗抗抗力力力力称称称称为为为为土土土土的的的的抗抗抗抗剪剪剪剪强强强强度度度度) )，于于于于是是是是土土土土体体体体沿沿沿沿着着着着该该该该曲曲曲曲面面面面发发发发生生生生相相相相对对对对滑滑滑滑移，土体失稳。移，土体失稳。移，土体失稳。移，土体失稳
41、。所所所所以以以以，土土土土的的的的强强强强度度度度问问问问题题题题实实实实质质质质上上上上是是是是土的抗剪强度问题。土的抗剪强度问题。土的抗剪强度问题。土的抗剪强度问题。2021/6/1629无粘性土的抗剪强度无粘性土的抗剪强度无粘性土的抗剪强度无粘性土的抗剪强度无粘性土的抗剪强度无粘性土的抗剪强度无粘性土的抗剪强度无粘性土的抗剪强度粘性土的抗剪强度粘性土的抗剪强度粘性土的抗剪强度粘性土的抗剪强度无无无无粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的抗抗抗抗剪剪剪剪强强强强度度度度不不不不但但但但决决决决定定定定于于于于内内内内摩摩摩摩擦擦擦擦角角角角的的的的大大大大小小小小，而而而而且且且且还还还还随随
42、随随正正正正压压压压应应应应力力力力的的的的增增增增加加加加而而而而增增增增加加加加，而而而而内内内内摩摩摩摩擦擦擦擦角角角角的的的的大大大大小小小小与与与与无无无无粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的密密密密实实实实度度度度、土土土土颗颗颗颗粒粒粒粒大大大大小小小小、形形形形状状状状、粗粗粗粗糙糙糙糙度度度度和和和和矿矿矿矿物物物物成成成成分分分分、以以以以及及及及粒粒粒粒径径径径级级级级配配配配的的的的好好好好坏坏坏坏程程程程度度度度等等等等因因因因素素素素都都都都有有有有关关关关，元元元元枯枯枯枯性性性性土土土土的的的的密密密密实实实实度度度度愈愈愈愈大大大大、土土土土颗颗颗颗粒粒粒粒愈愈愈
43、愈大大大大、形形形形状状状状愈愈愈愈不不不不规规规规则则则则、表表表表而而而而愈愈愈愈粗粗粗粗糙糙糙糙、级级级级配配配配愈愈愈愈好好好好，则则则则内内内内摩摩摩摩擦擦擦擦角角角角愈愈愈愈大大大大。此此此此外外外外，无无无无枯枯枯枯性性性性土土土土的的的的含含含含水水水水量量量量对对对对内内内内摩摩摩摩擦擦擦擦角角角角的的的的影影影影响响响响是是是是水水水水分分分分在较粗颗粒之间起滑润作用，使摩阻力降低。在较粗颗粒之间起滑润作用，使摩阻力降低。在较粗颗粒之间起滑润作用，使摩阻力降低。在较粗颗粒之间起滑润作用，使摩阻力降低。不不不不过过过过原原原原点点点点2021/6/1630抗剪强度的库仑定律抗
44、剪强度的库仑定律抗剪强度的库仑定律抗剪强度的库仑定律 在在在在一一一一定定定定试试试试验验验验条条条条件件件件下下下下得得得得出出出出的的的的内内内内聚聚聚聚力力力力和和和和内内内内摩摩摩摩擦擦擦擦角角角角一一一一般般般般能能能能反反反反映映映映土土土土抗抗抗抗剪剪剪剪强强强强度度度度的的的的大大大大小小小小，故故故故称称称称为为为为土土土土的的的的抗抗抗抗剪剪剪剪强强强强度度度度指指指指标标标标。过过过过去去去去对对对对式式式式(4-(4-23)23)和和和和式式式式(4-24)(4-24)的的的的一一一一种种种种比比比比较较较较简简简简单单单单的的的的说说说说明明明明是是是是：无无无无粘粘
45、粘粘性性性性土土土土的的的的试试试试验验验验结结结结果果果果c c0 0，是是是是因因因因为为为为它它它它无无无无粘粘粘粘聚聚聚聚性性性性；而而而而粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的试试试试验验验验结结结结果果果果出出出出现现现现c c，故将故将故将故将c c理解为粘聚力。理解为粘聚力。理解为粘聚力。理解为粘聚力。 经经经经过过过过长长长长期期期期的的的的试试试试验验验验，人人人人们们们们已已已已认认认认识识识识到到到到，土土土土的的的的抗抗抗抗剪剪剪剪强强强强度度度度指指指指标标标标是是是是随随随随试试试试验验验验时时时时的的的的若若若若干干干干条条条条件件件件而而而而变变变变的的的的，其其其
46、其中中中中最最最最重重重重要要要要的的的的是是是是试试试试验验验验时时时时的的的的排排排排水水水水条条条条件件件件，也也也也就就就就是是是是说说说说，同同同同一一一一种种种种土土土土在在在在不不不不同同同同排排排排水水水水条条条条件件件件下下下下进进进进行行行行试试试试验验验验，可可可可以以以以得得得得出出出出不不不不同同同同的的的的c c和和和和faifai值值值值。因因因因此此此此，也也也也有有有有将将将将c c称称称称为为为为” ”视视视视粘粘粘粘聚聚聚聚力力力力” ”，意意意意思思思思是是是是它它它它表表表表面面面面上上上上看看看看来来来来好好好好象象象象是是是是内内内内聚聚聚聚力力力
47、力，其其其其实实实实不不不不能能能能真真真真正正正正代代代代表表表表粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的内内内内聚聚聚聚力力力力，而而而而只只只只能能能能代代代代表表表表粘粘粘粘性性性性土土土土抗抗抗抗剪剪剪剪强强强强度度度度的的的的一一一一部部部部分分分分，是是是是在在在在一一一一定定定定试试试试验验验验条条条条件件件件下下下下得得得得出出出出应应应应力力力力- -应应应应变变变变关关关关系系系系曲曲曲曲线线线线在在在在应应应应力力力力轴轴轴轴上上上上的的的的截截截截距距距距，同同同同样样样样，faifai也也也也只只只只是是是是由由由由试试试试验验验验结结结结果果果果得得得得出出出出的的的的应
48、应应应力力力力- -应应应应变变变变关关关关系系系系线线线线的的的的倾倾倾倾斜斜斜斜角角角角，不不不不能能能能真真真真正正正正代代代代表表表表粒粒粒粒间间间间的的的的内内内内摩摩摩摩擦擦擦擦角角角角。然然然然而而而而，由由由由于于于于按按按按库库库库伦伦伦伦定定定定律律律律建建建建立立立立的的的的概概概概念念念念在在在在应应应应用用用用上上上上比比比比较较较较方方方方便便便便，许许许许多多多多分分分分析析析析方方方方法法法法也也也也都都都都建建建建立立立立在在在在这这这这种种种种概概概概念的基础上，故在工程上仍旧沿用至今。念的基础上，故在工程上仍旧沿用至今。念的基础上，故在工程上仍旧沿用至今。
49、念的基础上，故在工程上仍旧沿用至今。2021/6/1631土的动力特性土的动力特性 前前前前面面面面所所所所述述述述为为为为土土土土体体体体在在在在静静静静荷荷荷荷载载载载作作作作用用用用下下下下的的的的压压压压缩缩缩缩性性性性和和和和抗抗抗抗剪剪剪剪强强强强度度度度等等等等力力力力学学学学性性性性质质质质问问问问题题题题，而而而而在在在在震震震震动动动动或或或或机机机机器器器器基基基基础础础础等等等等的的的的振振振振动动动动作作作作用用用用下下下下，土土土土体体体体会会会会发发发发生生生生一一一一系系系系列列列列不不不不同同同同于于于于静静静静力力力力作作作作用用用用下下下下的的的的物物物物
50、理理理理力力力力学学学学现现现现象象象象。一一一一般般般般而而而而言言言言，土土土土体体体体在在在在动动动动荷荷荷荷载载载载作作作作用用用用下下下下抗抗抗抗剪剪剪剪强度将有所降低。并且往往产生附加变形。强度将有所降低。并且往往产生附加变形。强度将有所降低。并且往往产生附加变形。强度将有所降低。并且往往产生附加变形。 土土土土体体体体在在在在动动动动荷荷荷荷载载载载作作作作用用用用下下下下抗抗抗抗剪剪剪剪强强强强度度度度降降降降低低低低及及及及变变变变形形形形增增增增大大大大的的的的幅幅幅幅度度度度除除除除取取取取决决决决于于于于土土土土的的的的类类类类别别别别和和和和状状状状态态态态等等等等特特特特性性性性外外外外，还还还还与与与与动动动动荷荷荷荷载载载载的的的的振振振振幅幅幅幅、频频频频率率率率及及及及震震震震动动动动( (或振动或振动或振动或振动) )加速度有关。加速度有关。加速度有关。加速度有关。2021/6/1632 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！
