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1、土在动荷载作用下的特性土在动荷载作用下的特性第十一章11.2 土的压实性土的压实性11.3 土的振动液化土的振动液化第十一章第十一章土在动荷载作用下的特性土在动荷载作用下的特性压实：压实：指通过夯打、振动、碾压等，使土体变得密指通过夯打、振动、碾压等，使土体变得密实、以提高土的强度、减小土的压缩性和渗透性实、以提高土的强度、减小土的压缩性和渗透性压实性：指土在一定压实能量作用下密度增长的特性研究击实性的目的： 以最小的能量消耗获得最大的压实密度 击实方法： 室内击实试验现场试验: 夯打、振动、碾压 11 .2 土的压实性（compactibility)不规则荷载不规则荷载 试验设备试验设备 击
2、实筒击实筒V=V=947.4/2103.9cm3；击实锤击实锤m=2.5/4.5kg 试验条件试验条件 土样分层土样分层n=3层；落高层；落高d=305/457mm；击数击数N=25/ /层层 击实能量击实能量 试验方法试验方法 对对=cosnst的土；分三层压实；的土；分三层压实； 测定击实后的测定击实后的、，计算计算d 注意注意：细粒土用小尺寸击实仪；对粗粒土用较大细粒土用小尺寸击实仪；对粗粒土用较大尺寸的击实仪。尺寸的击实仪。土土 11 .2 土的压实性（compactibility)1 1. .击实曲线击实曲线 特点：特点：具有峰值具有峰值位于饱和曲线之下位于饱和曲线之下 粘性土渗透系
3、数很小，粘性土渗透系数很小，压实过程中含水量几乎压实过程中含水量几乎不变，要想击实到饱和不变，要想击实到饱和状态是不可能的状态是不可能的。0 4 8 12 16 20 24 28含水量含水量w(%)2.01.81.61.4干密度干密度 d(g/cm3)饱和曲线饱和曲线 dmax=1.86wop=12.1最大干密度最大干密度最优含水量最优含水量 11 .2 土的压实性2 2. . 理论分析理论分析 压实机理：压实机理：颗粒被击碎，土粒定向颗粒被击碎，土粒定向排列排列;粒团破碎，粒间联结力粒团破碎，粒间联结力被破坏而发生孔隙体积减被破坏而发生孔隙体积减小小;空气被挤出或被压缩等空气被挤出或被压缩等
4、水膜润滑作用效果最佳水膜润滑作用效果最佳; ; 尚没有形成封闭气泡，气体易于排出尚没有形成封闭气泡，气体易于排出; ;颗粒表面水膜很薄，相对移动困难颗粒表面水膜很薄，相对移动困难 水膜润滑作用不明显水膜润滑作用不明显;封闭气泡难以排出封闭气泡难以排出;增加水的相对含量增加水的相对含量 op, d dmax op , d op , d9598% 级土石坝级土石坝 c9295% 11 .2 土的压实性 表表11-111-1、11-211-2、11-311-3给出有关规范规定的路床、路堤和地给出有关规范规定的路床、路堤和地基压实度要求。基压实度要求。不存在最优含水量不存在最优含水量； 在完全风干和饱
5、和两种状态在完全风干和饱和两种状态 下易于击实下易于击实；潮湿状态下潮湿状态下d明显降低明显降低。 1 1) )击实曲线击实曲线特点特点20%粗砂粗砂 =45%中砂中砂 =7%； 时，干密度最小时，干密度最小 2 2) ) 理论分析理论分析 对粗粒土，击实过程中可以自由排水，不存在细粒土中出现的现象。对粗粒土，击实过程中可以自由排水，不存在细粒土中出现的现象。 在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。3 3) ) 压实标准压实标准 常用相对密度常用相对密度控制控制 Dr0.70.75 施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和施工过程中要么风干，
6、要么就充分洒水，使土料饱和 5. 无粘性土的压实特点无粘性土的压实特点 11 .2 土的压实性 3 3 1 1静力固结静力固结 动载试验动载试验 典型试验典型试验结果结果 dN动应变动应变 Kc1 dN动应变动应变Kc=1uN孔压孔压 dN动荷载动荷载 3 3 1 1固结比固结比Kc= 1/ 3一、动三轴试验一、动三轴试验 11 .3 土的振动液化二、液化现象二、液化现象 10 .3 Liquefaction of Soil时间时间 T T孔压孔压u uF饱和松砂在振动情况饱和松砂在振动情况下孔压急剧升高下孔压急剧升高F在瞬间砂土呈液态在瞬间砂土呈液态振动台振动台松砂松砂三、液化机理三、液化机
7、理（1 1）初始处于疏松状态）初始处于疏松状态（3 3）振后处于密实状态）振后处于密实状态（2 2）振动过程中处于悬浮状态）振动过程中处于悬浮状态 - - 孔压升高（液化）孔压升高（液化）液化定义：液化定义：在饱和砂土、粉土中，由于振动引起颗在饱和砂土、粉土中，由于振动引起颗粒的悬浮，超静孔隙水压力急剧升高，直到其孔隙粒的悬浮，超静孔隙水压力急剧升高，直到其孔隙水压力等于总应力时，有效应力为零，砂土的强度水压力等于总应力时，有效应力为零，砂土的强度丧失，砂土呈液体流动状态，称为液化现象。丧失，砂土呈液体流动状态，称为液化现象。 11 .3 土的振动液化四、影响因素四、影响因素1 1、土性、土性
8、饱和度饱和度 100%, 饱和饱和组成组成 无粘性土无粘性土 粉细砂：粉细砂： d50 =0.07mm- 1.0mm 砾类土：砾类土： 粒径大于粒径大于5mm60% 粉粉 土：土： Ip=（3-10）Il=0.75-1.0状态：状态： 相对密度相对密度Dr50%结构结构: 松散结构松散结构 11 .3 土的振动液化四、影响因素四、影响因素2 2、初始密实度、初始密实度3 3、初始固结压力、初始固结压力 3提高，液化需要的荷载或次数加大提高，液化需要的荷载或次数加大4 4、其他、其他 排水条件、应力状态及历史、地震特性排水条件、应力状态及历史、地震特性. 11 .3 土的振动液化五、判别与防治五、判别与防治1 1、判别、判别初判：初判：教科书教科书290-291页页二次判别二次判别 ：教科书教科书292-294页页液化等级划分：液化等级划分： 按照液化指数划分，表按照液化指数划分，表11-10 液化指数计算公式（液化指数计算公式（11-13或或14） 11 .3 土的振动液化2 2、工程防治措施、工程防治措施加固地基土：加固地基土：换土、加密换土、加密围封围封加固建筑物加固建筑物深基础与桩基础深基础与桩基础五、判别与防治五、判别与防治 11 .3 土的振动液化
