填土的力學性質PPT課件

1、 本章首先從不同土類出發(fā)介紹室內(nèi)擊實試驗，以確定填土的擊實特性（主要是含水率與干容重之間的關系）；然后對含水率和干容重下?lián)魧嵵苽涞脑嚇友芯科湮锢砹W特性，從而為工程設計提供合理的計算參數(shù)。 第1頁/共27頁第二節(jié)第二節(jié) 細粒料的擊實特性細粒料的擊實特性一一 擊實試驗擊實試驗1 試驗使用的主要儀器擊實儀2 試驗步驟：（1） 把某一含水率的試樣分三層放入擊實筒內(nèi)，每放一層，用擊錘打擊一定次數(shù)，將土分層擊實至滿筒后，測定擊實后的含水率和濕容重 ，便可算出土的干容重 （2） 以同樣方法對數(shù)個不同的初始（試驗前）含水率的試樣進行試驗，得出數(shù)個擊實后的含水率與干容重，繪制含水率與干容重的關系曲線 擊實儀擊

2、實儀第2頁/共27頁 含水率與干容重的關系曲線-這種反映土的擊實特性的曲線，稱為擊實曲線，又稱為含水率-干容重曲線 擊實曲線擊實曲線最優(yōu)含水率：在一定的壓實機械功能作用下，土最易于被壓實，并能達到最大密實度時含水率wop ，相應的干容重為最大干容重maxd第3頁/共27頁%1001(%)sdwsatGwsatwwd土的飽和含水率，%；Gs 土粒比重；水的容重，kN/m3；土的干容重，kN/m3 右上側為飽和線，它表明土在飽和狀態(tài)時（Sr=100%） 含水率與干容重的關系，此線根據(jù)下述 關系（按飽和時土 中各項的關系推出）繪制第4頁/共27頁二二 影響擊實特性的因素影響擊實特性的因素 1含水率的

3、影響 2不同土種類的影響 3擊實功能的影響第5頁/共27頁 含水率低于最優(yōu)含水率時（稱偏干狀態(tài)），土的擊實干容重隨含水率增加而增大，達到最優(yōu)含水率時，填土的干容重就達到最大值。 含水率高于最優(yōu)含水率時（稱偏濕狀態(tài)），土的干容重隨含水率增多而減小。 1 1 含水率的影響含水率的影響第6頁/共27頁 粗粒含量較多的土，其最大干容重較高而最優(yōu)含水率較小。 各種土的擊實曲線各種土的擊實曲線1、2、3粗粒；粗粒；4、5細粒細粒2 2 不同土種類不同土種類 的影響的影響第7頁/共27頁 增大擊實功，可使土的最優(yōu)含水率變小，最大干容重增加。但干容重的增大并不與擊實功增大成正比。且當土偏濕時，由于孔隙壓力的出

4、現(xiàn)，更使擊實功的增密效果減小，故企圖單純用增大擊實功以提高干容重效果并不好。 不同擊實功對擊實特性的影響3 3 擊實功能的影響擊實功能的影響第8頁/共27頁三三 細粒料填筑標準的確定細粒料填筑標準的確定 土料填筑的壓實標準包括干容重和含水率兩個不可分割的的指標。細粒料的填筑含水率，應控制在最優(yōu)含水率附近，其上、下限控制在2%+3%。 細粒填料的填筑質量以如下的壓實度衡量 maxddsPP壓實度，對1、2級或高壩應為98100，3級 中、低壩及3級以下的中壩應為9698；設計填筑干容重，kN/m3；標準擊實試驗的最大干容重，kN/m3 dsmaxd第9頁/共27頁第三節(jié)第三節(jié) 細粒料的力學性質細

5、粒料的力學性質 一 滲透性 二 壓縮性 三 抗剪強度和應力應變特性 四 抗拉強度第10頁/共27頁一一 滲透性滲透性 細粒料填土被擊實后，偏干擊實土與偏濕擊實土的結構是不一樣的。偏干擊實土的孔隙比較偏濕的大，其滲透性也大二二 壓縮性壓縮性 試驗表明，當試樣的干容重一樣時，偏濕擊實土的壓縮性要比偏干的大 因此，須確定填土受水飽和時不會產(chǎn)生附加壓縮的下限含水率，以便施工時對填土的含水率進行控制 粘性擊實土的試驗結果粘性擊實土的試驗結果 第11頁/共27頁三三 抗剪強度和應力應變特抗剪強度和應力應變特性性 填土具有擾動的超固結粘性土的抗剪強度特性 高土石壩中，粘性土防滲體（心墻）發(fā)生抗拉強度 裂縫

6、-土體的抗拉性能 最大拉伸性能 拉應力和拉應變的關系反映。其中以抗拉強度值較為穩(wěn)定可靠其中以抗拉強度值較為穩(wěn)定可靠 四四 抗拉強度抗拉強度第12頁/共27頁抗拉強度試驗方法抗拉強度試驗方法單軸拉伸單軸拉伸法法 單軸拉伸試驗儀器設備：采用三軸壓縮試驗設備，增設施加拉力的裝置和夾具 試驗時根據(jù)要求含水率與干容重進行擊實備樣。 試樣為等截面的圓柱體；試樣上下兩端分別與試樣帽和不透水板粘牢后放于壓力室底座上，并用夾具、鉤拉裝置將試樣下端固定并將上端與活塞連接。以應力（或應變）控制方式對試樣分級加荷，并測讀拉伸變形直至試樣被拉斷為止 第13頁/共27頁優(yōu)點： 設備與方法都較簡單，可以準確確定抗拉強度值而

7、且成果比較穩(wěn)定。 由于受拉變形的絕對值很小，在這種情況下較難得到受拉變形特性曲線 缺點：缺點：第14頁/共27頁抗拉強度與含水率、干容重的關系抗拉強度與含水率、干容重的關系 粘性土受拉時的強度和變形特性決定于土的干容重、含水率、顆粒組成和礦物成份等因素。單軸抗拉試驗的結果指出，抗拉強度隨著土料的干容重增大、含水率降低而增加第15頁/共27頁某粘土的抗拉應力與應變關系某粘土的抗拉應力與應變關系右圖可見，偏干擊實粘土的極限抗拉強度較之偏濕的大；如使試樣含水率從偏干增大至稍高于最優(yōu)含水率，則土的拉應變會明顯增大，也就是說偏濕擊實土雖然其抗拉強度較偏干的低，但由于具有較大的塑性，其拉應變較大，不容易開

8、裂 第16頁/共27頁第四節(jié)第四節(jié) 粗粒料的擊實特粗粒料的擊實特性性 粗粒料是粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過50%的土 粗粒料填土具有下列一些特性：顆粒較粗，多呈單粒結構，易于壓實，一般透水性強、壓縮性低、強度高、性質穩(wěn)定，是良好的填方材料 第17頁/共27頁一 無粘性粗粒土的擊實特性 定義：砂、礫石、堆石（包括石碴），其小于0.075mm的顆粒含量不大于15%（如按粒徑小于0.074mm為準，則其顆粒含量不應大于15%），且能自由排水的無粘性土 （一）砂礫石的壓實標準相對密度指標表示其所處的密實狀態(tài) （詳見第二章）第18頁/共27頁（二）堆石（包括石渣）的壓實特（二）堆石（包括石渣）的

9、壓實特性性 1影響堆石壓實的因素（1）母巖性質、級配與細粒含量（2）壓實功 （3）含水率的影響 2堆石壓實標準的確定 目前，一般碾壓堆石的壓實標準主要根據(jù)前人的經(jīng)驗采用壓實參數(shù)控制，即碾重10t，鋪土厚度12m，碾壓46遍，加水量20%25%等作為填筑標準，其壓實平均干容重達到20.022.0kN/m3；對于重要工程或高壩還要進行現(xiàn)場碾壓試驗來修正 第19頁/共27頁二 粘性粗粒土的擊實特性 粘性粗粒土如礫質土、風化料、冰磧土等，當其中小于0.1mm的細顆粒含量大于15%時，其壓實標準如同細粒土一樣，可用擊實試驗確定最大干容重和最優(yōu)含水率wop 第20頁/共27頁 當母巖成份、風化程度一定時，

10、粘性粗粒土的壓實性能受含礫量（大于5mm）的影響 粘性粗粒土含水率、含礫量與干容重的關系粘性粗粒土含水率、含礫量與干容重的關系 第21頁/共27頁1含礫量小于30%的情況 一般可用過5mm篩的細料按本章第二節(jié)小型擊實儀的試驗方法進行擊實，獲得細料的最大干容重和最優(yōu)含水率；再按下列公式求得全土料不同粗粒含量的最大干容重和最優(yōu)含水率，并按與細粒料相同要求的壓實度控制 max525max11dswdPGP2)1 (wPwwopop第22頁/共27頁maxdopwmaxdopww校正后全料的最大干容重、最優(yōu)含水率校正后全料的最大干容重、最優(yōu)含水率；細料擊實的最大干容重、最優(yōu)含水率；細料擊實的最大干容重、最優(yōu)含水率；水的容重；P5、Gs2粒徑大于5mm顆粒粒含量、粒徑大于 5mm顆粒的干比重；w2粒徑大于5mm顆粒的吸著含水率 參閱參閱土工試驗規(guī)程土工試驗規(guī)程SL2371999 第23頁/共27頁2含礫量大于30%的情況 用大型擊實儀對不同礫石含量的粗粒土進行擊實試