空隙压力系数讲解.ppt

2. 工程中黏性土抗剪强度指标的选择 四、例题分析 【例】对某种饱和粘性土做固结不排水试验，三个试样破坏时的大、小主应力和孔隙水压力列于表中，试用作图法确定土的强度指标ccu、? cu和c ?、? ? * * 一、孔隙压力系数(A,B) (Skempton,1954) §5.3 土的孔隙压力系数 b.当施加各向均等应力增量Δσ3，孔隙压力增量Δu3—B 也即是单位围压增量引起的孔隙压力增量 描述三轴压缩试验时土中孔隙压力u随大、小主应力的变化 A B u0=0 σ0 σ0 σ0 σ0 Δu3 Δσ3 Δσ3 Δσ3 Δσ3 Δu1 Δσ1-Δσ3 Δσ1-Δσ3 Δu1+ Δu3 σ0 +Δσ3 σ0 +Δσ1 σ0 +Δσ1 σ0 +Δσ3 a.初始：土样在等围压 σ0 作用下完成固结, u0=0; 孔隙压力～孔隙体积（气和水被压缩）减小量之间关系： 有效应力增量 ～ 土样骨架压缩量之间关系： Cv ——孔隙的三向体积压缩系数，它是土样在三轴压缩试验中孔隙体积应变ΔVv/ Vv与孔隙压力增量Δu3的比值 Cs ——土骨架的三向体积压缩系数，它是土样在三轴压缩试验中土骨架体积应变ΔV/ V与三向有效应力增量（ Δσ3 -Δu3）的比值 B：在各向应力相等条件下的孔隙压力系数，即土体在等向压缩应力状态时单位围压增量所引起的孔隙压力增量。 饱和土： ∵水的压缩量远小于土骨架孔隙体积变化 , Cv/Cs趋于 0 ∴ B≈1； Δu3= Δσ3 假定：土颗粒自身不可压缩 则 土样骨架体积变化 = 孔隙体积变化， 即ΔV= ΔVv 完全干土：B=0; 非饱和土：0 B 1 （饱和度越小,B越小）. 对于弹性土体, 平均有效应力增量 ~ 土骨架体积变化量间关系： 土样完成初始固结，仅施加轴向应力增量：Δσ1 – Δσ3 由此产生孔隙压力增量，记做：Δu 1 轴向有效应力增量为： Δσ1′= Δσ1 – Δσ3 -Δu 1 侧向有效应力增量为： Δσ3′ = -Δu 1 孔隙压力增量 ~ 孔隙体积变化量间关系如下： 土体并非理想弹性体，故用孔隙压力系数A代替式中1/3 ： 对于饱和土，B=1 说明：A受土的压缩性、初始应力状态、应力历史、 偏应力大小 等因素影响。 A需试验确定，常见经验取值见表7-1（P196） 土样受均等的各向压力增量及轴向应力增量作用时, 总的孔隙压力增量如下： 固结阶段: 自由排水,孔隙水压力充分消散: 剪切阶段: 快速剪切,不排水: 正常固结土: 剪缩，正孔隙水压力: 超 固 结 土: 剪胀，负孔隙水压力: 二、孔隙压力系数A、B的应用 计算土体任一点孔隙压力（对于饱和土体，即孔隙水压力） 1. 饱和土样CD试验（固结排水剪切试验，又称慢剪）， 该试验中孔隙水压力均完全消散（Δu=0），不需计算。 ? ? cd ?d 举例说明 试验成果： 2.饱和土样CU试验（固结不排水剪切试验，又称固结快剪） 固结阶段孔隙水压力消散，仅剪切时存在，应按下式计算； ? ? ccu c ? ?cu ?? A B C 试验成果： 正常固结土: 剪缩，正孔隙水压力: 超 固 结 土: 剪胀，负孔隙水压力: 3. 饱和土样UU试验（不固结不排水剪切试验，又称快剪） 孔隙水压力始终存在， 有效应力圆 总应力圆 ?u=0 B C cu ? ? u A ? 3A ? 1A 三个试样(? -u)只能得到一个有效应力圆 试验成果： §5.5 土的抗剪强度指标 2. 有效应力强度指标： 用于岩土工程稳定性分析（有效应力法）, 理论上更可靠。 但 1）有效应力强度指标的试验方法复杂； 孔隙水压力在土样中通常是不均匀的； 土样剪切破坏瞬间孔隙水压力很难准确测量。 2）实际工程土体内孔隙水压也难以全面、准确测定。 测定方法简便，工程实践中应用广泛。 1. 总应力强度指标： 5.5.1 黏性土抗剪强度指标 1. 根据固结条件、排水条件分成三类指标: CU固结不排水剪 (固结快剪)指标 UU不固结不排水剪(快剪)指标 CD固结排水剪(慢剪)指标 注：C —— Consolidation 或 Consolidated ; U —— UnConsolidation 或 Unconsolidated；Undrained; D —— Drained