1、第三章 土的力学性质,第一节 土的压缩性（教材82-83、86-95） 第二节 土的抗剪性（教材 120138） 第三节 土的动力性质简介（教材211-227）,第三节 土的动力性质简介,土在动应力作用下的工程性质与行为称为土的动力特性。 土的动力特性：土的动力计算模型及其参数、土的动强度，包括饱和砂土抗液化强度及其指标。 饱和砂土液化 土的击实特性 土的动力计算模型 土动力特性的现场测试指标,第三节 土的动力性质简介,一、饱和砂土和粉土的振动液化 二、土的压实性 三、土的动力变形与动强度,日本新泻1964年地震时砂土液化引起震陷。这些设计为抗震的建筑物倾斜而未受损坏。,加州沃森维尔附近的野外
2、涌沙,唐山地造成的喷水冒砂区分布图,砂土液化（横向移动）系因地震时球粒（理想砂粒）的重新堆集。地震振动造成这种固体颗粒堆集更加有效，这会占据少量体积。一部分覆盖层荷载由水来支撑，这就无法阻止水体横向运移。,震前，水，不稳定（立体）堆集，震后，液化土中剩余孔隙水负担覆盖层荷载 稳定（六边形）堆集,砂土液化（Liquefaction of sand）,饱和砂土受震动时颗粒间趋于紧密，使孔隙水压力增大，有效应力减小。当有效应力趋于零时，砂土的抗剪强度消失，从而引起地面沉陷、斜坡失稳或者地基失效的现象称为砂土液化。常伴随又喷水冒砂。 震动来源：机械震动（局部场地）、地震（区域性）,地震液化的两个过程,
3、振动液化：饱水砂土在强烈地震作用下使孔隙水压力迅速上升而产生振动液化 振动液化产生上下水头差和孔隙水自上而下的运动，动水压力推动砂粒向悬浮状态转化，形成渗流液化。,砂土液化的影响因素,内因,土类及其颗粒级配 土的密实程度、饱水特性 土结构的抗剪强度,外因,地震作用特征,地震强度（震级、烈度） 地震频率和周期 震动历时,环境条件,场地地貌单元 饱水砂土的埋藏条件 地下水条件 建筑物类型、基础特性,砂土液化评价,步骤：判别、分级、建议措施 液化可能性判定 经验判定法 标贯试验判定法 剪切波速判定法 静力触探判定法 Seed简化判定法 液化等级划分：液化指数 抗液化措施,液化判别条件,地震条件,震级
4、5级,地震烈度6度,是否为全新世乃至近代沉积层,是否为海相或河糊相沉积、人工挖填土,是否为冲积平原、河漫滩、故河道等地貌,土层埋深是否不超过20m,地下水埋深是否不超过8m,级配不连续砂土,相对密度Dr小于等于50%,地质条件,埋藏条件,土质条件,液 化,粒径40%,正常级配砂土,0.1d501.0?,粉土,粘粒含量10%,不均匀系数Cu 10,塑性指数Ip 10,不液化,是,是,是,是,是,是,是,是,是,是,是,是,是,否,否,否,否,否,否,否,否,否,（1）经验判别法流程,（2）标贯试验判定法,初步判别认为需进一步进行液化判别时，采用标贯试验判别法。在地下15m深度范围内的液化土层满足
5、下式，土层应判为液化土层,式中 ： 饱和土标准贯入锤击数实测值液化判别标准贯入锤击数临界值No 液化判别标准贯入锤击数基准值ds饱和土标准贯入点的深度，mdw地下水位深度，mc粘粒含量百分率，当小于3或为砂土时，均应采用3。,标准贯入锤击数基准值N0,（3）剪切波速判定法（岩土班同学自学）,式中 ： 液化临界剪切波速液化临界剪切波速基准值,（3）Seed简化判定法（了解）,土内任一深度处地震产生的剪应力为,引起场地内任一深度处的砂层液化所需的剪应力为,液化等级划分,存在液化土层的地基应进一步探明各液化土层的深度和厚度，计算液化指数,第三节 土的动力性质简介,一、饱和砂土和粉土的振动液化 二、土
6、的压实性 三、土的动力变形与动强度,二、土的压实性,工程意义 土的击实试验 压实土的压缩性和强度,重锤法:采用80400kN的重锤，从很高处(820m)自由落下，对土体进行强力夯实的方法。这是在的基础上发展起来的一项技术。强夯法是用很大的冲击能，使土体中出现冲击波和很大的应力，致使孔隙被压缩，土体局部液化，夯实点周围产生裂隙，形成良好排水通道，土体迅速固结。最大加固深度可达1112m或更大。此法不仅能加固陆上土层，也能加固水中土层；适用于多种土类：粗粒土、低饱和度的细粒土、杂填土、素填土、湿陷性黄土；不仅能提高地基承载力，也可防止地基液化。对于饱和细粒土，要慎用。,青藏铁路压实路基,广州白云机
7、场扩建工程,京福高速公路,电动击实仪,手提式击实仪,取样设备,第三节 土的动力性质简介,一、饱和砂土和粉土的振动液化 二、土的压实性 三、土的动力变形与动强度,三、土的动力变形与动强度,1.土在往复载荷作用下的应力应变特性 2.土动力性能的室内试验 3.土动力特性现场测试指标 4.土的动强度,1.土在往复载荷作用下的应力应变特性,一次冲击性动载荷：爆破、爆炸 周期性载荷：地震力、振动机械、风浪、车辆等,在动载荷作用下土所处的力学状态,1.土在往复载荷作用下的应力应变特性,+,=,V,K0V,动剪应变d,动剪应力 d,动力试验得到的应力应变曲线 滞回圈或滞回环,2.土动力性能的室内试验,动三轴试
8、验 动单剪试验 共振柱试验 动扭剪试验 振动台试验,3.土动力特性现场测试指标,剪切波速Vs,3.土动力特性现场测试指标,标准贯入试验击数标准贯入试验(SPT)是动力触探的一种，它利用一定的锤击动能（锤重63.50.5kg，落距762cm），将一定规格的对开管式的贯入器(对开管外径511mm、内径351mm，长度457mm；下端接长度761mm、刃角1820、刃口端部厚1.6mm的管靴；上端接一内外径与对开管相同的钻杆接头，长152mm)打入钻孔孔底的士中，根据打入土中的贯阻抗，判别土层的工程性质。 贯入阻抗用贯入器贯入土中30cm的锤击数N表示，N也称为标贯击数。,3.土动力特性现场测试指标,
