土力学(一)课件清华大学张丙印.pptx
- 文档编号:30838244
- 上传时间:2024-01-30
- 格式:PPTX
- 页数:714
- 大小:26.70MB
土力学(一)课件清华大学张丙印.pptx
《土力学(一)课件清华大学张丙印.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《土力学(一)课件清华大学张丙印.pptx(714页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
张丙印清华大学土木水利学院岩土工程研究所,土力学1之课程绪论,土力学及其特点,张丙印,男,岩土工程研究所所长,教授主要研究方向:
高土石坝的应力变形计算理论岩土材料本构模型土工数值计算方法环境岩土工程联系方式:
办公室:
新水岩土工程研究所227室,自,我,介,绍,电话:
Email:
62787349(办),62772816(家)byzhangT,张丙印,男,1963年1月生,,自,我,介,绍,出生地:
河北省高邑县,主要学历:
主要工作经历:
什么是土?
土及土力学有哪些特点?
为什么要学习土力学?
土力学包括哪些内容?
如何学好土力学?
课程绪论:
土力学及其特点,土的一般概念,土,地之生万物者也。
二象地之上,地之中;|物出形也。
-说文解字土字包括:
地上植物部分、表土层、植物地下部分和底土层四个层次。
土地系指由地形、水文、局地气候、岩石圈的上层、土壤和生物有机体等相互作用组成的自然地域综合体,是地球表层历史发展的产物。
绪论:
什么是土?
大气圈,水圈,岩石圈,生物圈,风化物,土壤圈,地下水,土壤在自然界的位置,土壤是岩石圈、大气圈、水,圈和生物圈综合作用形成的产物。
其上界通常是绿色植物层顶,下界达植物根分布层。
其垂直范围,恰好是岩石圈的上层、大气圈的下层、水圈及生物圈相互接触的地方,是生物生命及人类生产活动最集中的地方。
“地者,万物之本原,诸生之根苑也”-管仲,绪论:
什么是土?
土壤的剖面和形成,土壤有非常复杂的形成过程,并具有独特的层状构造。
土壤剖面一般包含枯枝落叶层、腐殖质层、淀积层和母质层四个基本层次。
地质大循环:
岩石,生物小循环:
生物活动所造成的土壤有机质的循环,土壤地质成岩作用,土壤带,腐殖质层淀积层,母质层,传统岩土工程的范畴风化、搬运、沉积,绪论:
什么是土?
岩石因物理风化作用破碎,在重力作用下堆积到山脚,高山下的冲积锥群,风蚀蘑菇,土的形成过程,黄河冲积三角洲,砾石料,卵石,砂,粘,土,(人工破碎),工程与土力学中的土,地球表面的整体岩石在大气中经受长期的风化作用而形成的、覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。
绪论:
什么是土?
什么是土?
土及土力学有哪些特点?
为什么要学习土力学?
土力学包括哪些内容?
如何学好土力学?
课程绪论:
土力学及其特点,一般固体:
液体:
土体(散粒):
可保持固定的形状,不具有特定的形状,具有一定但不固定的形状,绪论:
土及土力学有哪些特点?
土体的特点,岩石风化或破碎的产物,是非连续体,受力以后易变形,强度低体积变化主要是孔隙变化剪切变形主要由颗粒相对位移引起,固相-土骨架液相-水气相-空气,受力后由土骨架、孔隙介质共同承担相间存在复杂的相互作用孔隙流体流动,自然界的产物,存在自然变异性,非均匀性各向异性时空变异性,碎散性,三相性,天然性,绪论:
土及土力学有哪些特点?
土体的特点,渗透特性变形特性强度特性,碎散性三相性天然性,物理力学特性复杂,绪论:
土及土力学有哪些特点?
土体的特点,绪论:
土及土力学有哪些特点?
土力学与其他学科的比较,土力学研究土的渗透、变形和强度特性以及与此有关的工程问题,连续介质力学的基本知识,描述碎散体特性的理论,实验规律及工程实践经验,绪论:
土及土力学有哪些特点?
土力学的特点,土力学发展的历史,1773Coulomb(后Mohr发展):
摩尔-库仑强度理论有关土力学的第一个理论,1776Coulomb:
库仑土压力理论,18561857,Darcy:
达西渗流定律Rankine:
朗肯土压力理论,1920Prandtl:
普朗特极限力承载公式,1921-1923,Terzaghi:
有效应力原理及固结理论,1925,Terzaghi:
出版土力学,土力学成为一门独立学科的标志,1936,第一届国际土力学及基础工程会议,1960s后现代土力学,萌芽时期,古典时期现代,绪论:
土及土力学有哪些特点?
什么是土?
土及土力学有哪些特点?
为什么要学习土力学?
土力学包括哪些内容?
如何学好土力学?
课程绪论:
土力学及其特点,土是工程中应用最广泛的建筑材料。
由土层所构成的广袤大地,是工程建设的基地是建筑物的地基是地下建筑的环境为土工构筑物提供填筑材料因此,对土工程性质认识的偏差可能会导致损失巨大的事故。
土力学的重要性,绪论:
为什么要学习土力学?
加拿大特朗斯康谷仓,绪论:
为什么要学习土力学?
概况:
长59.4m,宽23.5m,高31.0m,共65个圆筒仓。
钢混筏板基础,厚61cm,埋深3.66m。
1913年完工,自重2万T。
事故:
1913年9月开始装谷物,至10月17日共装入3万多谷物,但此时发生破坏:
1小时竖向沉降达30.5cm24小时倾斜2653西端下沉7.32m东端上抬1.52m上部钢混筒仓完好无损,处理:
事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩,使用388个50t千斤顶以及支撑系统,才把仓体逐渐纠正过来,但其位置比原来降低了米。
加拿大特朗斯康谷仓,原因:
谷仓的地基承载力按邻近结构物基槽开挖取土试验结果计算。
1952年经勘察试验与计算,地基实际承载力远小于谷仓破坏时发生的基底压力。
因此谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。
失事后1913.10.18,1952.10.5试验孔,填土褐色粉质粘土灰色粉质粘土,-0.61,-12.34,-13.72,-4.27,1952.10.3试验孔,绪论:
为什么要学习土力学?
26,1972年7月某日清晨,香港宝城路附近,两万立方米残积土从山坡上下滑,巨大滑动体正好冲过一幢高层住宅-宝城大厦,顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅。
死亡7人。
原因:
山坡上残积土本身强度较低,加之雨水入渗使其强度进一步大大降低,使得土体滑动力超过土的强度,于是山坡土体发生滑动。
香港宝城滑坡,绪论:
为什么要学习土力学?
PoShanRoad,ConduitRoadNotewellRoad,城滑坡现场,Early1972滑坡前,July1972滑坡后,阪神大地震中的地基液化,液化:
松砂地基在振动荷载作用下丧失强度变成流动状态的一种现象,神户码头:
地震引起大面积砂土地基液化后产生很大的侧向变形和沉降,大量的建筑物倒塌或遭到严重损伤,绪论:
为什么要学习土力学?
地基液化造成的路面塌陷阪神大地震中地基液化,绪论:
为什么要学习土力学?
1964年日本新泻地震地基的大面积液化,绪论:
为什么要学习土力学?
时间:
1971年11月9-11日地点:
神奈川县川崎市生研究机构:
地质研究所(通产省)消防研究所(自治省)土木研究所(建设省)防灾科学技术中心(科技厅),泥石流室外试验,绪论:
为什么要学习土力学?
壤土(loam)斜坡崩塌(泥石流)实验,9日15:
00人工降雨开始11日15:
00左右降雨量达500mm陡坡中泥土突然以20-30m/s流出,斜坡崩塌,泥石流产生泥石流推倒28米外的护栏,一直冲到55米外的水池中央,造成31人被埋事故发生过程要点,绪论:
为什么要学习土力学?
故发生地点,关东壤土:
风化花岗岩上火山灰堆积层=1.45,w=5%倾角:
30厚:
1.23m,现场泥石流实验布置简图,验现场照片,现场照片,15人不幸遇难,11人受伤死者当中,实验人员1人参观者10人报社记者1人电视采访人员3人事故伤亡情况,绪论:
为什么要学习土力学?
加拿大特朗斯康谷仓地基失稳,香港宝城滑坡阪神等大地震中地基液化泥石流室外试验事故可归结为与土有关的强度问题案例总结
(一),绪论:
为什么要学习土力学?
比萨斜塔,1360年:
再复工,至1370年竣工,全塔共8层,高度为55m1272年:
复工,经6年,至7层,高48m,再停工,1178年:
至4层中,高约29m,因倾斜停工1173年:
动工,绪论:
为什么要学习土力学?
1590年:
伽利略在此塔做自由落体实验目前:
塔向南倾斜,南北两端沉降差1.80m,塔顶离中心线已达5.27m,倾斜5.5原因:
地基持力层为粉砂,下面为粉土和粘土层,强度低,变形大。
绪论:
为什么要学习土力学?
比,萨,斜,塔,1838-1839:
挖环形基坑卸载1933-1935:
基坑防水处理基础环灌浆加固1990年1月:
封闭1992年7月:
加固塔身,用压重法和取土法进行地基处理目前:
已向游人开放。
处理措施,绪论:
为什么要学习土力学?
比,萨,斜,塔,苏州虎丘塔,概况:
位于虎丘公园山顶,建于宋太祖建隆二年(公元961年)。
塔高47.5m,平面呈八角形。
问题:
塔身向东北方向严重倾斜,塔顶离中心线达2.31m,底层塔身发生不少裂缝,成为危险建筑物。
原因:
坐落于不均匀粉质粘土层,产生不均匀沉降。
处理:
在四周建造圈桩排式地下连续墙并对塔周围与塔基进行钻孔注浆和打设树根桩加固塔身。
绪论:
为什么要学习土力学?
1986年:
开工,1990年:
人工岛完成1994年:
机场运营面积:
4370m1250m填筑量:
180106m3平均厚度:
33m,世界最大的人工岛,日本关西机场,绪论:
为什么要学习土力学?
关西机场,问题:
沉降大且不均匀设计沉降:
5.7-7.5m完成时(1990年)实际沉降:
8.1m,5cm/月预测主固结需:
20年比设计多超填:
3m,绪论:
为什么要学习土力学?
意大利比萨斜塔,苏州虎丘塔日本关西机场可归结为与土有关的变形问题案例总结
(二),绪论:
为什么要学习土力学?
土坝,高90m,,长1000m,,1975年建成次年6月失事,n坝(美国),绪论:
为什么要学习土力学?
Teton坝渗流破坏过程,绪论:
为什么要学习土力学?
上午10:
30,11:
00,11:
30,11:
57,Teton坝失事现场现状,损失直接8000万美元,起诉5500起,2.5亿美元,死14人,受灾2.5万人,60万亩土地,32公里铁路被冲原因渗透破坏:
冲蚀水力劈裂,绪论:
为什么要学习土力学?
1998年长江大堤,绪论:
为什么要学习土力学?
98洪水长江堤防险情统计,共发生各种险情6000余处,九江大堤决口,1998年8月7日13:
10发生管涌险情,20分钟后,在堤外迎水面找到2处进水口。
又过20分钟,防水墙后的土堤突然塌陷出1个洞,5m宽的堤顶随即全部塌陷,并很快形成宽约62m的溃口。
溃口原因:
堤基管涌焦点词汇:
豆腐渣工程,绪论:
为什么要学习土力学?
沟后面板砂砾石坝,位于青海省,高71米,长265米,建于1989年。
1993年8月7日突然发生溃坝,瞬间冲毁1000多户房舍,288人丧生,上千人受伤。
溃坝原因:
面板止水失效,下游坝体排水不畅,造成坝坡失稳,绪论:
为什么要学习土力学?
美国Teton坝失事,98洪水长江堤防险情沟后面板砂砾石坝溃坝可归结为与土有关的渗透问题案例总结(三),绪论:
为什么要学习土力学?
土工结构物或地基,土,强度问题变形问题渗透问题,强度特性变形特性渗透特性,土力学可以解决工程实践问题,这正是土力学存在的价值以及我们学习土力学的目的。
学习土力学的目的,绪论:
为什么要学习土力学?
什么是土?
土及土力学有哪些特点?
为什么要学习土力学?
土力学包括哪些内容?
如何学好土力学?
课程绪论:
土力学及其特点,基础和先导,物理性质土中应力计算,工程应用,土压力土坡稳定地基承载力基础设计,核心理论,渗透特性变形特性强度特性,土力学,土力学
(1),土力学
(2),绪论:
为什么要学习土力学?
绪论土力学及其特点,第一章土的物理性质与工程分类第二章土的渗透性和渗透破坏第三章土中应力计算第四章土的变形特性第五章土的强度土力学
(2)工程应用土力学的主要内容,绪论:
为什么要学习土力学?
什么是土?
土及土力学有哪些特点?
为什么要学习土力学?
土力学包括哪些内容?
如何学好土力学?
课程绪论:
土力学及其特点,注意土的基本特点:
通过与其它材料对比,注重理论联系实际:
通过现场观察与试验注重正确学习方法-概念,原理,方法内容间联系要记忆,但不能死记,土力学的学习方法,绪论:
如何学好土力学?
教学环节,:
讲课+习题课(40学时)实验课(3次8学时),考核及成绩:
60(期末考试)20(平时测验)15(实验:
预习操作报告)5(平时表现),土力学课程的安排和要求,大课、实验课必须出席积极参加课堂讨论独立按时完成作业。
抄袭、迟交或不认真完成者在平时成绩中扣分。
为鼓励个人独立完成,作业错误不扣分。
课程要求:
主讲:
张丙印(新水227,62787349)助教:
孔德志(新水113-5,62796875)试验:
吕禾(旧水204土力学实验室,62782488)孙逊(新水117a,62772210)答疑安排:
1.课前课后教室答疑平时教师和助教办公室答疑根据要求,安排集中答疑期末集中答疑教师介绍,土力学:
北京市精品课程,张丙印教授,张丙印清华大学土木水利学院岩土工程研究所,土力学1之第一章,土的物理性质与工程分类,本章提要,本章特点,学习要点,第一章:
土的物理性质与工程分类,对土的特点进行详细解释对土的组成和状态进行定量描述,内容琐碎、零散,理清各节间联系理清各节内层次注意物理概念的把握,渗透特性变形特性强度特性,土的三相组成土的物理状态土的结构,土的形成过程,土的工程分类:
便于研究和应用土的压实性:
如何获得较好的土,决定,1-1,1-2,1-3,1-5,1-61-4(假定两种土的活性指数相同)1-8,1-9,1-10,1-12提醒:
请同学们上教育在线2003年版进行土力学实验预习IP地址:
166.111.92.9用户名和密码已通知,作业,第一章:
土的物理性质与工程分类,1.11.21.31.41.51.6,土的形成土的三相组成土的物理状态土的结构土的工程分类土的压实性,土的形成,土,岩石,风化、搬运、沉积,地质成岩作用,过程、条件土的组成、结构和物理力学性质,1.2土的形成,物理风化,化学风化,生物活动,岩石和土的粗颗粒受各种气候等物理因素的影响产生胀缩而发生裂缝,或在运动过程中因碰撞和摩擦而破碎,是颗粒大小发生量的变化矿物成分与母岩相同,称原生矿物,产生无粘性土,1.2土的形成,土的形成与风化作用,母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的作用而改变其矿物的化学成分,形成新的矿物,颗粒成分发生质的变化矿物成分与母岩不同,称次生矿物,形成十分细微的土颗粒,最主要为粘性颗粒及可溶盐类,物理风化,化学风化,生物活动,1.2土的形成,土的形成与风化作用,包括植物、动物和土壤微生物的作用,可加剧物理和化学风化构成土中有机质和营养物质的生物循环,导致腐殖质的形成,改变土壤的结构,物理风化,化学风化,生物活动,1.2土的形成,土的形成与风化作用,残积土无搬运,运积土有搬运,母岩表层经风化作用破碎成,岩屑或细小颗粒后,未经搬运残留在原地的堆积物,残积土强风化弱风化微风化母岩体,颗粒表面粗糙多棱角粗细不均无明显层理,1.2土的形成,搬运与沉积,1.2土的形成,残积土无搬运,运积土有搬运,风化所形成的土颗粒,受自然力的作用搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物,搬运与沉积,坡积土:
土粒粗细不同,性质不均洪积土:
有分选性,近粗远细冲积土:
浑圆度分选性明显,土层交迭湖泊沼泽沉积土:
含有机物淤泥,土性差海相沉积物:
颗粒细,表层松软,土性差冰积土:
土粒粗细变化较大,性质不均匀风积土:
颗粒均匀,层厚而不具层理,第一章:
土的物理性质与工程分类,土体的三相构成,饱和土:
土体孔隙完全被水充满干土:
土体孔隙完全被气充满非饱和土:
孔隙中水和气均存在,1.2土的三相组成,固体颗粒-颗粒大小,d(mm),砾石,胶粒,60,2,0.005,0.002,0.50.250.075,205,粗中细,粗,中细,0.075砂粒粉粒,粗粒,细粒粘粒,粗粒土:
以砾石和砂砾为主要组成的土,也称无粘性土。
细粒土:
以粉粒、粘粒和胶粒为主要组成的土,也称粘性土。
界限粒径60巨粒,1.2土的三相组成固体颗粒粒组按粗细进行分组,将粒径接近的归成一类,粒径级配:
各粒组的相对含量,用质量百分数来表示,孔径大小不同的筛子,分析方法:
筛分法:
适用于粗粒土水分法:
适用于细粒土,常采用比重计法,表述方法:
粒径级配累积曲线,1.2土的三相组成固体颗粒,固体颗粒,-,粒径级配,1.2土的三相组成固体颗粒,孔径105.02.01.00.50.250.1(0.075),200g筛土余010,16,1824223872,10090807060,403020100,105.0,1.00.5,0.100.05,0.001.005,0.00,粒径(mm),P10095,78665536,土的粒径级配累积曲线,水分法,小于某8粒7径筛之土质量百50分数P(),分法,固体颗粒,-,粒径级配,10090807060,3020100,小于某粒径之土质量5百0分数()40,105.0,1.00.5,0.001,0.100.05粒径(mm),土的粒径级配累积曲线,d100.001.005,ddd,605030,特征粒径:
斜率:
某粒径范围内颗粒的含量陡-相应粒组含量多缓-相应粒组含量少平台-相应粒组缺乏,d50:
平均粒径d60:
控制粒径d10:
有效粒径d30,1.2土的三相组成固体颗粒,固体颗粒,级配曲线,1.2土的三相组成固体颗粒,土的粗细度:
用d50表示土的不均匀程度:
用不均匀系数:
Cu=d60/d10表示,Cu5,称为不均,连续程度:
用曲率系数,306010,Cc=d2/(dd),度量,Cc=13为连续级配,3或1为不连续级配,10090807060,匀土,反之称小为于均某匀粒土径之土质量百50分数()40,3020100105.0,1.00.5,0.001.005,0.00,0.100.05粒径(mm),土的粒径级配累积曲线,d10,ddd,605030,固体颗粒,级配曲线,10090807060,403020100,小于某粒径之土质量百50分数(),105.0,0.00,粒径(mm),土的粒径级配累积曲线,d601.00.5,d100.001.005,d300.100.05,缺少小颗粒,Cc缺少大颗粒,Cc,Cc=13,级配连续,曲率系数举例,1.2土的三相组成固体颗粒,1.2土的三相组成固体颗粒,粒组含量用于土的分类定名;,不均匀系数Cu用于判定土的不均匀程度:
Cu5为不均匀土;Cu5为均匀土曲率系数Cc用于判定土的连续程度:
Cc=13为级配连续土;Cc3或Cc3或Cc1为级配不良的土,粒径级配曲线和指标的应用,1.2土的三相组成固体颗粒,固体颗粒-矿物成分,固体成分,原生矿物-石英、长石、云母等,次生矿物,矿物质,有机质,无定形氧化物胶体可溶盐粘土矿物,具有和原生矿物很不相同的特性对粘土性质的影响很大,1.2土的三相组成固体颗粒,粘土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体,颗粒呈片状,是由硅片和铝片构成的晶包所组叠而成,可分成高岭石、伊利石和蒙特石三种类型。
硅片,铝片,Si,Si,氧离子O2-硅离子Si4+,硅-氧四面体,硅片的结构,硅片简图,粘,土,矿,物,1.2土的三相组成固体颗粒,粘土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体,颗粒呈片状,是由硅片和铝片构成的晶包所组叠而成,可分成高岭石、伊利石和蒙特石三种类型。
OH1-,铝离子Al3+,铝-氢氧八面体,硅片的结构,硅片简图,AlAl,硅片,铝片,粘,土,矿,物,晶层间通过氢键联结,联结力强,晶格不能自由活动,水难以进入晶格间能组叠很多晶层,多达百个以上,成为一个颗粒。
颗粒长宽约0.3-3,厚约0.03-1。
主要特征:
颗粒较粗,不容易吸水膨胀和失水收缩,或者说亲水能力差。
1.2土的三相组成固体颗粒,依硅片和铝片组叠形式的不同,可分成如下三种类型:
高岭石,蒙特石,伊利石,AlAlSiSi,AlAlSiSiAlAlSiSi,高岭石微粒,1:
1的两层结构,粘,土,矿,物,晶层间是O2-对O2-的连结,联结力很弱,水很容易进入晶层之间。
每一颗粒能组叠的晶层数较少。
颗粒大小约为0.1-1,厚约0.001-0.01。
主要特征:
颗粒细微,具有显著的吸水膨胀、失水收缩的特性,或者说亲水能力强。
2:
1的三层结构,SiSiAlAlSiSi,SiSiAlAlSiSi,数层水分子,1.2土的三相组成固体颗粒,依硅片和铝片组叠形式的不同,可分成如下三种类型:
高岭石,蒙特石,伊利石,粘,土,矿,物,1.2土的三相组成固体颗粒,是云母在碱性介质中风化的产物。
与蒙特石相似,由两层硅片夹一层铝片所形成的三层结构,但晶层之间有钾离子连结。
主要特征:
连结强度弱于高岭石而高于蒙特石,其特征也介于两者之间。
2:
1的三层结构,SiSiAlAlSiSi,SiSiAlAlSiSi,钾离子,依硅片和铝片组叠形式的不同,可分成如下三种类型:
高岭石,蒙特石,伊利石,粘,土,矿,物,1.2土的三相组成固体颗粒,粘土矿物的带电性质研究表明,片状粘土颗粒表面常带有电荷,净电荷通常为负电荷,+,+,粘土颗粒,-水-分子+阳离子,玻璃筒,玻璃皿,水位升高,粘土粒,粘土膏,+,-,粘土的电泳和电渗现象(列依斯,1809),粘土矿物的带电特性,颗粒形状和比表面积,原生矿物:
一般颗粒较粗,呈粒状。
有圆状、浑圆状、棱角状等。
次生矿物:
颗粒较细,多呈针状、片状、扁平状。
比表面积:
单位质量土颗粒所拥有的总表面积。
对于粘性土,其大小直接反映土颗粒与四周介质,特别是水,相互作用的强烈程度,是代表粘性土特征的一个很重要的指标。
高岭石的比表面积为:
10-20m2/g,伊利石:
80-l00m2/g,蒙特石:
800m2/g,粗颗粒的形状,粘土颗粒的形状,1.2土的三相组成固体颗粒,1.2土的三相组成土中水,土中水,结晶水,结合水自由水,矿物内部的水吸附在土颗粒表面的水电场引力作用范围之外的水,土中冰水蒸气,由自由水冻成,冻胀融沉存在孔隙空气中,1.2土的三相组成土中水,-强结合水:
排列致密,密度1g/cm3冰点处于零下几十度完全不能移动,具有固体的特性温度略高于100C时可蒸发弱结合水:
受电场引力作用,为粘滞水膜外力作用下可以移动不因重力而流动,有粘滞性,粘土颗粒,-,+,+,+,d,水分子,阳离子,强结合弱水结合水自由水引力,土中水结合水,结合水:
受颗粒表面电场作用力吸引而包围在颗粒四周,不传递静水压力,不能任意流动的水,1.2土的三相组成土中水,毛细水:
由于土体孔隙的毛细作用升至自由水面以上的水。
毛细水承受表面张力和重力的作用重力水:
自由水面以下的孔隙自由水,在重力作用下可在土中自由流动,土中水自由水,自由水:
不受颗粒电场引力作用的孔隙水,hc,毛细水,重力水,1.2土的三相组成土中水,生活在水面收缩膜顶面和地面的昆虫,水蜘蛛,仰泳的水蜘蛛,收缩膜,内压外压,液体1,液体2,界面张力,界面张力,1.2土的三相组成土中水,毛管中流体的界面效应,T,dk,w,空气,固体,水,a,湿润角T=界面张力Dk=毛管直径,ua-uw,ua-uw=压力差,1.2土的三相组成土中水,毛细管,hc,土中毛细水上升高度,T,2r,r2hcw=2rTcos上升高度,毛细升高与孔径成反比,粘土粉土砂土砾石,1.2土的三相组成土中水,张力T,T,uc,水,hc,2r,w,水压,+,-,T,T,则毛细压力:
2rTcos+ucr2=0,毛细管中的负静水压力uc=-hc,毛细水压力,1.2土的三相组成土中水,土颗粒缝隙处的弯液面,r,空气,水固体颗粒,弯液面,在非饱和土中,孔隙中含,有水和气,此时水多集中于颗粒间的缝隙处,称毛细角边水。
由于毛细张力的作用,会形成如图所示的弯液面,使毛细角边水产生负压力,颗粒则受正压力。
这是稍湿的砂土颗粒间存在假凝聚力的原因,1.2土的三相组成土中水,自由气体:
与大气连通连通的气体对土的性质影响不大,封闭气体:
被土颗粒和水封闭的气体其体积与压力有关。
会增加土的弹性;阻塞渗流通道,降低渗透性溶解在水中的气体吸附于土颗粒表面的气体气相-土中气,1.2土的三相组成小结,土体有三个组成部分:
固相、液相和气相,小结,固体颗粒,土中水,土中气体,粒径级配矿物成分颗粒形状,结合水:
强结合水、弱结合水自由水:
重
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 土力学 课件 清华大学 张丙印