高等土力学-土工试验-清华大学于玉贞-2015.ppt

清华大学水利水电工程系 岩土工程研究所于玉贞《高等土力学》之一土工试验及测试1

2教学环节课堂讲授专家讲座课外作业教学实验综合作业期末考试教学要求可能调整：注意通知实验操作：密切配合其它局部：独立完成所有环节：必须齐全其它详见教学日历

本章作业：p30页第1，4，5题作业3

讨论传统土力学分析方法：变形问题/稳定问题现代土力学分析方法：应力变形的综合分析-土的本构模型理论-非线性计算方法-现代土工试验方法目前对土工建筑物〔例如土石坝〕进行变形预测，可能到达的预测精度是多少？4

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讨论目前对土工建筑物〔例如土石坝〕进行变形预测，可能到达的预测精度是多少？典型土石料取样实验室

试验本构模型及参数计算方法及程序施工条件、质量及模拟计算结果7

典型土石料取样实验室

试验本构模型及参数计算方法及程序施工条件、质量及模拟土工建筑场地范围大，变化多土工建筑物填方量大，多种土性土工建筑物施工时间长，土性变化多……?土石料取样代表性差！糯扎渡心墙堆石坝心墙土料场之一8

典型土石料取样实验室

试验本构模型及参数计算方法及程序施工条件、质量及模拟现场土性的模拟–级配、含水量等实验仪器及精度试样的可重复性堆石料室内试样直径30cm，最大粒径6cm现场碾压探坑，最大粒径可超过80cm?120cm9

典型土石料取样实验室

试验本构模型及参数计算方法及程序施工条件、质量及模拟参数确实定试验结果拟合误差不同应力路径的适用性对等应力比试验结果的预测10

结构工程是这样一门艺术：使用材料，这些材料只能近似估算建立真实的结构，这些真实的结构只能近似的分析来承受外力，这些外力不能准确得知以满足我们对公众平安职责的要求。-张丙印改编自一位不知名作者无论天然土层结构怎样复杂，也无论我们的知识与土的实际条件有多么大的差距，我们必须利用处理问题的艺术〔art〕，在合理造价的前提下，为土工结构和地基根底问题寻求满意的答案。-太沙基11

12土力学中试验与测试的作用揭示土体一般的力学性质和规律—理论的建立了解特定土的物理力学性质设计参数与理论模型参数确实定验证理论与数值计算模型试验、足尺试验用以解决实际工程问题：设计与方案确定原位测试、现场监测为数值计算的反演分析和信息化施工效劳

1.1 室内试验1.2 模型试验1.3 原位测试与现场观测1.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试13

第一章土工试验及测试1.1室内试验室内土工试验剪切类试验仪器—直剪仪、单剪仪、环剪仪变形参数测定试验—侧限压缩仪三轴试验真三轴试验空心圆柱扭剪试验和方向剪切仪共振柱试验接触面试验14

第一章土工试验及测试1.1室内试验-强度测定仪剪切类试验仪器直剪仪-Directshearapparatus单剪仪-Simpleshearapparatus环剪仪-Torsional(Ring)shearapparatus15

法国军事工程师，在摩擦、电磁方面做出了奠基性的奉献。1773年发表了关于土压力方面论文，成为土压力的经典理论库仑〔C.A.Coulomb〕(1736-1806)第一章土工试验及测试1.1室内试验-强度测定仪16

直剪试验历史悠久：1776年Coulomb直观、简便、经济应力应变条件复杂、不均匀排水条件不明确试样内的变形分布PT土样S第一章土工试验及测试1.1室内试验-强度测定仪PST

直剪试验中的应力状态破坏时?z=P/A?xz?x??O?z=P/Ak0?z剪切前?x=k0?z?z=P/A直剪试验中的应力状态直剪试验剪切面处的应力状态剪切前剪切破坏时?f1?f3第一章土工试验及测试1.1室内试验-强度测定仪18

单剪仪

Simpleshearapparatus应力状态均匀断面积变化不大破坏面位置不确定循环加载与动力试验?n?h=K0?v?叠环(圆形或方形)第一章土工试验及测试1.1室内试验-强度测定仪19

?n?h=K0?v?1f?3f破坏状态初始状态?单剪试验的应力状态??加载过程中，?n和?h保持为常数，?不断增加水平面和竖直面都不一定是破坏面竖直面水平面破坏面破坏面第一章土工试验及测试1.1室内试验-强度测定仪20

环剪仪Torsional(Ring)shearapparatus?n顶板旋转下板固定土样?剪切面面积不变适于测试剩余强度，可用同一试样连续作几个正压力的试验第一章土工试验及测试