第九章 土在动荷载作用下的特性
土力学试题及答案
土力学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 土力学是研究土壤的哪一方面特性的学科？A. 物理特性B. 力学特性C. 化学特性D. 生物特性答案：B2. 土壤的内摩擦角是指什么？A. 土壤颗粒间的摩擦力B. 土壤颗粒间的黏合力C. 土壤颗粒间的吸引力D. 土壤颗粒间的排斥力答案：A3. 土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性，以下哪个因素对其影响最大？A. 土的密度B. 土的颗粒大小C. 土的含水量D. 土的内摩擦角答案：A4. 土的剪切强度是指土在剪切作用下抵抗破坏的能力，它与以下哪个因素无关？A. 土的内摩擦角B. 土的孔隙水压力C. 土的密度D. 土的含水量答案：D5. 土的固结是指土在荷载作用下，随着时间的延续，土体体积逐渐减小的过程。
以下哪个现象不属于固结现象？A. 土体沉降B. 土体排水C. 土体膨胀D. 土体强度增加答案：C6. 土的渗透性是指土允许流体通过的能力，以下哪个因素对其影响最大？A. 土的颗粒大小B. 土的孔隙率C. 土的含水量D. 土的内摩擦角答案：B7. 土的剪胀现象是指土在剪切作用下体积增大的现象，以下哪个因素对其影响最大？A. 土的颗粒形状B. 土的颗粒大小C. 土的孔隙水压力D. 土的内摩擦角答案：A8. 土的三轴压缩试验是用来测定土的哪一项力学性质？A. 压缩性B. 剪切强度C. 渗透性D. 固结性答案：B9. 土的液化现象是指在动荷载作用下，饱和松散的细颗粒土体发生液化，失去承载能力的现象。
以下哪个因素对其影响最大？A. 土的颗粒大小B. 土的孔隙水压力C. 土的内摩擦角D. 土的固结程度答案：B10. 土的膨胀性是指土在吸水后体积增大的特性，以下哪个因素对其影响最大？A. 土的颗粒大小B. 土的孔隙率C. 土的含水量D. 土的内摩擦角答案：C二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述土的固结理论的基本原理。
答案：土的固结理论主要基于土体在荷载作用下，孔隙水逐渐排出，土体体积逐渐减小，最终达到新的平衡状态的过程。
土与基础结构动力相互作用的饱和弹性半空间理论
土与基础结构动力相互作用的饱和弹性半空间理论土与基础结构动力相互作用的饱和弹性半空间理论引言：土与基础结构的相互作用是土力学和地震工程领域中的重要研究课题。
在地震和其他动力荷载作用下，土体的动态特性对基础结构的动态响应和稳定性起着至关重要的作用。
本文将介绍土与基础结构动力相互作用的饱和弹性半空间理论，该理论基于弹性连续体力学和Biot动力响应理论，并考虑了饱和土的非均匀渗流效应。
1. 土弹性力学基础土体是一种多孔介质，具有弹性和连续性。
土体的弹性性质可以通过与岩石和金属类似的弹性力学理论来描述。
弹性体在受力时产生应变，并且当撤离力时能够完全恢复到无应变状态。
土体的弹性性质是通过弹性模量和泊松比来表征。
弹性模量是土体在单位应力作用下发生的应变，泊松比是侧向收缩应变与轴向应变之比。
2. 土与结构动力相互作用的Biot理论Biot理论是描述多孔弹性体动力响应的重要理论。
Biot理论考虑了土体的质量，弹性性质和渗流特性，并基于弹性连续体力学和一组渗流方程，提供了解析土体动力响应的框架。
该理论考虑了土体的质量能量平衡、线弹性力学和物质平衡方程。
3. 饱和弹性半空间模型饱和弹性半空间模型是一种简化的土体模型，它可以有效地描述土与基础结构之间的动力相互作用。
半空间指的是没有边界的无限土体模型。
饱和弹性半空间模型的基本假设是土体是均匀饱和、各向同性、弹性均一的介质，且无边界限制。
4. 动力相互作用分析方法饱和弹性半空间模型可以通过数值方法进行分析，例如有限元法和边界元法。
数值方法可以建立基于弹性理论和Biot动力响应理论的土体和结构的数学模型，通过求解模型的运动方程和边界条件来预测土体和结构的动力响应。
5. 非均匀渗流效应的考虑饱和土体中的渗流对土体的动力响应有着重要的影响。
由于渗流，土体中的孔隙水压强度会发生变化，从而改变土体弹性模量和阻尼特性。
非均匀渗流效应的考虑可以通过将渗流过程纳入动力相互作用分析中的渗流方程来完成。
土力学与基础工程课后思考题答案[1]
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⼟⼒学与基础⼯程课后思考题答案[1]⼟⼒学与基础⼯程课后思考题答案第⼀章1.什么是地基？基础？将受建筑物影响在⼟层中产⽣附加应⼒和变形所不能忽略的那部分⼟层称为地基。
将埋⼊⼟层⼀定深度的建筑物下部承受结构称为基础，它位于建筑物上部结构和地基之间，承受上部结构传来的荷载，并将荷载传给下部的地基。
因此，基础起着上承和下传的作⽤。
2.什么是天然地基？⼈⼯地基？未经加固处理直接利⽤天然⼟层作为地基的，称为天然地基。
需要对地基进⾏⼈⼯加固处理后才能作为建筑物地基的，称为⼈⼯地基。
3.什么是持⼒层？下卧层？地基是有⼀定深度和范围的，当地基由两层及两层以上⼟层组成时，通常将直接与基础底⾯接触的⼟层称为持⼒层。
在地基范围内持⼒层以下的⼟层称为下卧层。
4.简述地基与基础设计的基本要求？（1）地基承载⼒要求：应使地基具有⾜够的承载⼒，在荷载作⽤下地基不发⽣剪切破坏或失稳。
（2）地基变形要求：不使地基产⽣过⼤的沉降和不均匀沉降，保证建筑的正常使⽤。
（3）基础结构本⾝应具有⾜够的强度和刚度，在地基反⼒作⽤下不会发⽣强度破坏，并且具有改善地基沉降与不均匀沉降的能⼒。
5.什么是浅基础？深基础？基础都有⼀定的埋置深度，若⼟质较好，埋深不⼤（d≤5m),采⽤⼀般⽅法与设备施⼯的基础，称为浅基础。
如果建筑物荷载较⼤或下部⼟层较软弱，需要将基础埋置于较深处（d>5m)的⼟层上，并需采⽤特殊的施⼯⽅法和机械设备施⼯的基础，称为深基础。
第⼆章2.1⼟由哪⼏部分组成？⼟中⽔分为哪⼏类？其特征如何？对⼟的⼯程性质影响如何？⼟体⼀般由固相、液相和⽓相三部分组成（即⼟的三相）。
⼟中⽔按存在形态分为：液态⽔、固态⽔和⽓态⽔（液态⽔分为⾃由⽔和结合⽔，结合⽔分为强结合⽔和弱结合⽔，⾃由⽔⼜分为重⼒⽔和⽑细⽔）。
特征：固态⽔是指存在于颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的⽔，液态⽔是⼈们⽇常⽣活中不可缺少的物质，⽓态⽔是⼟中⽓的⼀部分。
影响：⼟中⽔并⾮处于静⽌状态，⽽是运动着的。
《土力学》第九章习题集及详细解答
《土力学》第九章习题集及详细解答第9章地基承载力一、填空题1.原位试验法、理论公式法、规范表格法、当地经验法2.太沙基、汉森、魏西克、斯凯普顿(答对任意两个都行，英文人名也对)3.整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲切剪切破坏4.地基容许承载力-1.确定地基承载力的方法一般有、、、等。
2.地基极限承载力的公式很多，一般讲有和公式等。
(给出任意两个)3.一般来讲，浅基础的地基破坏模式有三种：、和。
4. 是指地基稳定具有足够安全度的承载力，它相当于地基极限承载力除以一个安全系数k，且要验算地基变形不超过允许变形值。
二、选择题1.下面有关P cr与P1/4的说法中，正确的是（）。
A. P cr与基础宽度b无关，P1/4与基础宽度b有关<B. P cr与基础宽度b有关，P1/4与基础宽度b无关C. P cr与P1/4都与基础宽度b有关D. P cr与P1/4都与基础宽度b无关2.一条形基础b=，d=，建在均质的粘土地基上，粘土的Υ=18KN/m3，φ=150，c=15KPa,则临塑荷载P cr和界线荷载P1/4分别为（）A. ,C. ,3.设基础底面宽度为b，则临塑荷载P cr是指基底下塑性变形区的深度z max=（）的基底压力。
3 B.> b/3C. b/4 ，但塑性区即将出现4.浅基础的地基极限承载力是指（）。
#A.地基中将要出现但尚未出现塑性区时的荷载B.地基中的塑性区发展到一定范围时的荷载C.使地基土体达到整体剪切破坏时的荷载D.使地基土中局部土体处于极限平衡状态时的荷载5.对于（），较易发生整体剪切破坏。
A.高压缩性土B.中压缩性土C.低压缩性土D.软土6.对于（），较易发生冲切剪切破坏。
A.低压缩性土B.中压缩性土C.密实砂土D.软土￥7.地基临塑荷载（）。
A.与基础埋深无关B.与基础宽度无关C.与地下水位无关D.与地基土软硬无关8.地基临界荷载（）。
A.与基础埋深无关B.与基础宽度无关C.与地下水位无关D.与地基水排水条件有关9.在黏性土地基上有一条形刚性基础，基础宽度为b，在上部荷载作用下，基底持力层内最先出现塑性区的位置在（）。
土的压实性与渗透性
防治措施
防治流土
i i icr
Fs
减小i ：上游延长渗径； 下游减小水压
增大[i]：下游增加透水盖重
防治管涌
改善几何条件：设反滤层等 改善水力条件：减小渗透坡降
谢谢
梯度等于1时的渗透速度。它是一个代表土的渗透性
强弱的定量指标 ，也是渗透计算时必须要用到的一
个基本参数。
1.4.2 土的渗透性
室内试验方法
条件 已知 测定 算定 取值 适用
常水头试验
变水头试验
Δh=const Δh，A，L
V，t k VL
Aht
重复试验后，取均值
Δh变化 a，A，L Δh，t k aLlnh1
1.4.1 土的压实性
平碾
振动碾
1.4.1 土的压实性
羊足碾
蛙式夯
1.4.1 土的压实性
填土压实性的研究方法
研 现场填筑试验 究 方 室内击实试验 法
护筒 导筒 击实筒
击锤
1.4.1 土的压实性
在试验室内通过击实试验研究土的压实性。
土
1.4.1 土的压实性
击实曲线
d /(1)
特点：
最大干密度 最优含水量
①具有峰值
②位于饱和曲线之下
d(d)sat
干密度d(g/cm3)
2.0
dmax
1.8
1.6
1.4
wop
0 4 8 12 16 20 24 28 含水量w(%)
ρd
ρdmax
0
1.4.1 土的压实性
当含水率较低时，击实后的 干密度随含水量的增加而增 大。而当干密度增大到某一 值后，含水量的继续增加反 招致干密度的减小。干密度 的这一最大值称为该击数下
土力学总结
土力学第一章土的物理性质及工程分类1.土的特点:碎散性、三相性(固,液,气) 、天然性(自然变异性)或成层性.2.土粒大小是影响土的性质最主要因素.土性取决于颗粒的形状,大小和矿物成分.3.常用的粒度成分的表示方法有表格法、累计曲线法和三角坐标法.1).表格法.表格法是以列表形式直接表达各粒组的百分含量.它用于粒度成分的分类是十分方便的.2)累计曲线法.该方法是比较全面和通用的一种图解法,适应于各种土级配好坏的相对比较.由累计曲线的坡度可以大致判断土粒的均匀程度或级配是否良好.3)三角坐标法.三角坐标法只适用于划分三个组粒的情况.4.研究土中水必须考虑到水的存在状态及其土粒的相互作用;存在于土中的液态水可分为结合水和自由水两大类.结合水是指受电分子吸引力吸附在土粒表面的土中水.自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的水.5.土中气:土中的气体存在于土孔隙中未被水所占据的部位.含气体的土称为非饱和土,非饱和土的工程性质研究已形成土力学的一个热点.6.我们把粘土颗粒在直流电作用下向阳极移动的现象称为电泳;而水分子向阴极移动的现象称为电渗.7.双电层的厚度既取决于颗粒表面的带电性,又取决于溶液中阳离子的价数.8.粘土间的相互作用力:(1)粒间吸引力土粒间吸引力主要来源于分子间的范德华力.(2)土粒间排斥力9.土的结构:是指由土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征.10.土的构造:土中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分土层之间的相互关系的特征.11.反映土轻重程度的指标:(1)土的天然密度ρ.ρ=m/V (2)土的干密度ρd =m s/V. (3)土的饱和密度ρsat=m s+Vvρw/V (4)土的浮密度ρ′(5)土粒的相对密度12.反映土松密程度的指标(1)孔隙比e:土中孔隙体积与土粒体积之比(2)孔隙率n :土中孔隙体积与总体积之比,以百分数表示.13.反映土含水程度的指标(1)土的含水率ω:土中水的质量与土颗粒质量之比,称为土的含水率,以百分数计.14.影响压实效果的因素:土类、级配、压实功能和含水率,另外土的毛细管压力以及孔隙压力对土的压实性也有一定影响.第二章土中水的运动规律1.孔隙中的自由水在重力(水位差)作用下,发生运动(从土内孔隙中透过)的现象叫渗透.2.土体具有被水透过的性质称为土的渗透性或透水性.3.渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类:一是因渗流力的作用,使土体颗粒流失或局部土体产生移动,导致土体变形甚至失稳,如深基坑中流沙和管涌现象;二是由于渗流作用,使水压力或浮力发生变化,导致土体或结构失稳.4.渗流力:水在土中渗流时,受到土颗粒的阻力T的作用,这个力的作用方向与水流方向相反.5.流沙现象:土颗粒之间的压力等于零,土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定.6.流沙现象的防治原则:(1)减小或消除水头差,如采取基坑外的井点降水法降低地下水位或水下挖掘;(2)增长渗流途径,如打板桩;(3)在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡渗流力;(4)土层处理,减小土的渗透系数,如冻结法、注浆法等.7.管涌现象:水在砂性土中渗流时,土中的一些细小颗粒在渗流力作用下,可能通过粗颗粒的孔隙被水流带走,这种现象称为管涌.8.防治管涌现象,一般从下列三个方面采取措施:(1)改变几何条件,在渗流逸出部位设反滤层是防止管涌破坏的有效措施;(2)改变水力条件,降低水力梯度,如打板桩等;(3)土层处理,减小土的渗透系数.9.流网是由一组流线和一组等势线相互正交组成的网格.流网具有以下特征:(1)流线与等势线相互正交.(2)流线与等势线构成的各个网格的长宽比为常数.(3)相邻等势线之间的水头损失相等.(4)各个流槽(即各相邻两流线间)的渗流量相等.10.土的毛细现象是指土中水在表面张力作用下,沿着孔隙向上及其他地方移动的现象.这种细微孔隙中的水被称为毛细水.11.影响冻胀的因素:(1)土的因素(2)水的因素(3)温度的因素(4)外载荷的因素第三章土中应力计算1.土中应力按其起因可分为自重应力和附加应力两种.土中应力按其作用原理或传递方式可分为有效应力和孔隙应力两种.2.土体的应力-应变关系:(1)土的连续性假定(2)土的线弹性假定(3)土的各向同性假定3.土中某点的自重应力与附加应力之和为土体总的应力.4.在土力学中,正应力以压为正,拉为负.剪应力以逆时针为正.5.地下水位升降,使地基土中自重应力也相应发生变化.6.基底附加压力是指超出原有地基竖向应力的那部分基底压力,也即是作用在基础底面的压力与基底处建造前土中自重应力之差.7.有效应力原理:计算土中应力的目的是为了研究土体受力后的变形和强度问题.8.土中有效应力是指土中固体颗粒(土粒)接触点传递的粒间应力.9.存在土体中某点的总应力有三种情况,即自重应力附加应力、自重应力与附加应力之和.10.有效应力原理:(1)饱和土中任意点的总应力σ总是等于有效应力加上孔隙水压力;(2)土的有效应力控制了土的变形及强度.第四章土的压缩性与地基沉降计算1.土的三大工程问题:渗流、变形、强度.2.在外力作用下土体体积缩小的特性称为土的压缩性.3.土的压缩通常由三部分组成:(1)固体土颗粒被压缩;(2)土中水及封闭气体被压缩;(3)水和气体从孔隙中排出.4.对饱和土来说,土体的压缩变形主要是孔隙水的排出.5沉降:在建筑物荷载作用下,地基土主要由于压缩而引起基础的竖向位移.6.计算地基沉降时,必须取得土的压缩性指标.土的压缩性指标可以通过室内压缩试验或现场原位试验的方式获得.7.土的变形模量是指土体在无侧限条件下的应力与应变的比值.变形模量是反映土的压缩性的重要指标之一.8.土的弹性模量的定义是土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力-应变模量.9.变形顺序:初始沉降、固结沉降、次固结沉降.10.几种沉降计算方法:分层总和法、应力面积法和弹性理论方法.第五章土的抗剪强度1.土的抗剪强度是指土抵抗剪切破坏的极限能力.2.土的c和ф统称为土的抗剪强度指标.3.土的抗剪强度是决定建筑物地基和土工建筑物稳定性的关键因素.4.无粘性土的抗剪强度决定于有效法向应力和内摩擦角.5.应力路径是指在外力作用下,土中某一点的应力变化过程在应力坐标图中的轨迹.它是描述土体在外力作用下应力变化情况或过程的一种方法.第六章土压力与挡土墙1.用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌,保持土体稳定性的一种建筑物,俗称挡土墙.2.土压力是设计挡土墙结构物断面及验算其稳定性的主要外载荷.3.根据挡土墙的方向,大小及墙后填土处的应力状态,将土压力分为静止土压力,主动土压力,被动土压力三种.4.影响土压力的最主要因素:墙体位移条件.5.挡土墙的类型:重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、锚定板及锚杆式挡土墙.第七章地基承载力1.地基承载力是指单位面积上地基所能承受的荷载.2.地基破坏模式可分为整体剪切破坏、局部剪切破坏及冲切破坏三种。
土力学第四版习题答案
土力学第四版习题答案第一章：土的物理性质和分类1. 土的颗粒大小分布曲线如何绘制？- 通过筛分法或沉降法，测量不同粒径的土颗粒所占的比例，然后绘制颗粒大小分布曲线。
2. 如何确定土的密实度？- 通过土的干密度和最大干密度以及最小干密度，计算土的相对密实度。
3. 土的分类标准是什么？- 根据颗粒大小、塑性指数和液限等指标，按照统一土壤分类系统（USCS）进行分类。
第二章：土的力学性质1. 土的应力-应变关系是怎样的？- 土的应力-应变关系是非线性的，通常通过三轴试验或直剪试验获得。
2. 土的强度参数如何确定？- 通过土的三轴压缩试验，确定土的内摩擦角和凝聚力。
3. 土的压缩性如何影响地基沉降？- 土的压缩性越大，地基沉降量越大，反之亦然。
第三章：土的渗透性1. 什么是达西定律？- 达西定律描述了土中水流的速度与水力梯度成正比的关系。
2. 如何计算土的渗透系数？- 通过渗透试验，测量土样在一定水力梯度下的流速，计算渗透系数。
3. 土的渗透性对边坡稳定性有何影响？- 土的渗透性增加可能导致边坡内部水压力增加，降低边坡的稳定性。
第四章：土的剪切强度1. 什么是摩尔圆？- 摩尔圆是一种图解方法，用于表示土的应力状态和剪切强度。
2. 土的剪切强度如何影响基础设计？- 土的剪切强度决定了基础的承载能力，是基础设计的重要参数。
3. 土的剪切强度与哪些因素有关？- 土的剪切强度与土的类型、密实度、含水量等因素有关。
第五章：土的压缩性与固结1. 固结理论的基本原理是什么？- 固结理论描述了土在荷载作用下，孔隙水逐渐排出，土体体积减小的过程。
2. 如何计算土的固结沉降？- 通过固结理论，结合土的压缩性指标和排水条件，计算土的固结沉降量。
3. 固结过程对土工结构有何影响？- 固结过程可能导致土工结构产生不均匀沉降，影响结构的稳定性和使用寿命。
第六章：土的应力路径和强度准则1. 什么是应力路径？- 应力路径是土体在加载过程中应力状态的变化轨迹。
《土力学》第九章习题集及详细解答
《土力学》第九章习题集及详细解答第9章地基承载力一、填空题1.原位试验法、理论公式法、规范表格法、当地经验法2.太沙基、汉森、魏西克、斯凯普顿(答对任意两个都行，英文人名也对)3.整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲切剪切破坏4.地基容许承载力1.确定地基承载力的方法一般有、、、等。
2.地基极限承载力的公式很多，一般讲有和公式等。
(给出任意两个)3.一般来讲，浅基础的地基破坏模式有三种：、和。
4. 是指地基稳定具有足够安全度的承载力，它相当于地基极限承载力除以一个安全系数k，且要验算地基变形不超过允许变形值。
二、选择题1.下面有关P cr与P1/4的说法中，正确的是（）。
A. P cr与基础宽度b无关，P1/4与基础宽度b有关B. P cr与基础宽度b有关，P1/4与基础宽度b无关C. P cr与P1/4都与基础宽度b有关D. P cr与P1/4都与基础宽度b无关2.一条形基础b=1.2m，d=2.0m，建在均质的粘土地基上，粘土的Υ=18KN/m3，φ=150，c=1 5KPa,则临塑荷载P cr和界线荷载P1/4分别为（）A. 155.26KPa, 162.26KPaB.162.26KPa, 155.26KPaC. 155.26KPa, 148.61KPaD.163.7KPa, 162.26Kpa3.设基础底面宽度为b，则临塑荷载P cr是指基底下塑性变形区的深度z max=（）的基底压力。
A.b/3B.> b/3C. b/4D.0，但塑性区即将出现4.浅基础的地基极限承载力是指（）。
A.地基中将要出现但尚未出现塑性区时的荷载B.地基中的塑性区发展到一定范围时的荷载C.使地基土体达到整体剪切破坏时的荷载D.使地基土中局部土体处于极限平衡状态时的荷载5.对于（），较易发生整体剪切破坏。
A.高压缩性土B.中压缩性土C.低压缩性土D.软土6.对于（），较易发生冲切剪切破坏。
A.低压缩性土B.中压缩性土C.密实砂土D.软土7.地基临塑荷载（）。
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土处于悬浮状态似水的性质
土的振动液 化
抗剪强度完全丧失
研究土在各种动荷载作用下的强度和变形特性、振动 波在土中传播的规律，以及地基和土工建筑物的动力分析 和工程抗震问题。
动荷载作用下的变形、强度以及液化的规律，比静荷 载作用下的更复杂，更难把握，因而也就更不成熟，更有 发展余地. 砂土振动液化是动力分析中的一个重要课题。
当土体受到如地震、爆破、机械震动、车辆运行等动力作 用时，土内产生新的压力而引起土的变形。
（2）振动力作用下的抗剪强度 振动力作用下土的抗剪强度降低，对砂土来说尤为显著。
因为在振动力作用下，砂土颗粒间摩擦力降低，当振动加速 度达到某一起始加速度时，砂土的强度随着加速度增大而不 断降低。
动荷载对一般粘性土的强度影响不大，而对饱水软粘土 如淤泥及淤泥质亚粘土、粘土等则影响显。在振动作用下饱 和软粘土的结构会遭到破坏，而使其强度及粘滞性剧烈降低。
动力荷载作用大小由于随时间 变化而发生改变，将对地基土体产 生不同的效应。如速率效应与循环 效应等。在循环效应的影响下，即 使很小的应变仍能引起土体的破坏， 其根本原因在于土体的抗剪强度的 降低。
1）土的强度降低； 2）地基产生附加沉降； 3）砂土与粉土的液化； 4）粘性土产生蠕变。
9.1.3 土动力学问题
9.2 土在动荷载下的性质
➢ 变9.形2.3土对地震荷载反应的主要表现
• 往返变形和永久变形 ➢ 孔隙水压力
• 加静载时，土内可能产生负的孔压；加动载时孔压总是 增高的。
• 饱和砂土地震时孔压上升至静的有效正应力，会导致砂 土液化。是否液化主要取决于土的密度。
• 粘性土地震时可以增量很小原因在于粘性土颗粒之间的 连接的电化学本质。
9.1.1 动力荷载的类型及特点
动荷载的类型
荷载P 荷载P
加速度
加速度(g) 加速度(g)
荷载
峰值 P0
峰值 P0
峰值
g
g
00
P (t ) g
P0
P(t ) P (t )
P0 P0
0 时间t
0
时时间间tt
00
t1
t0
t0
t1
时间t
时间tt0
时间t
时间t
时间t
a）冲击荷载
b）不规则荷载
c）周期荷载
9.1.2 动力荷载对地基土体的影响
地 基 失 稳
,
1964新舄县中越地震, 日本 地震造成昭和大桥基础移位,桥梁落台.
地震造成的涌砂
1964 阿拉斯加地震，美国 砂土液化造成砂质边坡失稳
路基下的薄 粉砂层和透镜 体液化后造成 粘土路基开裂
1925 圣巴巴拉地震、美国加利福尼亚州 粉质砂土填筑的水库大坝液化坍塌
地震液化后的涌砂
升，强度降低等缘故会导致沉降和滑移
9.2 土在动荷载下的性质
➢ 当9.动2.荷2土载很在小动时荷，载土作颗用粒之下间的的破联坏结特几征乎没有遭到破坏，土
骨架的变形能够恢复，并且土颗粒之间相互移动所损耗的能 量也少，土处于理想的弹－粘性力学状态 ➢ 随动荷载增大，颗粒之间的联结遭到破坏，土骨架产生不可 恢复的变形。土颗粒之间相互移动所损耗的能量增大，土越 来越表现出非弹性或塑性性能 ➢ 当动荷载增大到一定程度时，土颗粒之间的联结几乎完全破 坏，土处于流动或破坏状态
铁路路基涌砂
1989 洛马普列塔 , 美国旧金山 地震液化后的涌砂
塞纳河堤在地震液化后的沉陷
1995 神户大地震、日本 地基液化对公路的损坏
地基液化对公路的损坏
9.1.1 动力荷载的类型及特点
静荷载：由零逐渐缓慢增加到结构上的荷载。 动荷载：荷载的大小、方向和作用位置随时间而变化。 周期荷载：荷载随时间t的变化规律可以用正弦或余弦函数表示 冲击荷载：短时间内，荷载急剧增大或缩小，各类爆炸。 随机荷载（非确定性荷载或不规则荷载）：荷载在将来任一时 刻的数值无法事先确定，则称为随机荷载。
土在动力作用下的变形可分为弹性变形与残余变形。当动 荷载强度较小不超过土的弹性极限时，它所引起的变形主要为 弹性变形，弹性模量，泊松比，振动阻尼系数等为其主要动力 参数。
当动力强度较大时，它所引起的变形为残余变形，动力越 大，变形越大，结果使土的结构破坏，土体压缩沉降，强度减 弱，严重者可使土体失去强度而威胁建筑物及边坡等稳定性。
（3）砂土的结ห้องสมุดไป่ตู้变化 ① 受高频振动时，颗粒位置重新调整，使砂更趋密实。 ② 饱和的粉砂、细砂在动荷载作用下，会失去强度，产生 砂土液化。
9.2 土在动荷载下的性质
9.2.1动荷载对地基土的影响
➢ 土的类型和所处状态不同，对动荷载的反应也不相同 ➢ 处于饱和状态的砂土和粉土在周期性动荷载作用下可能液化 ➢ 淤泥、淤泥质土在周期性动荷载作用下，由于孔隙水压力上
（1）振动力作用下土的密度 在动力作用下，颗粒活动能力增大，致使土的颗粒间连接
力削弱，土的压缩性增大，特别对砂土来说尤为显著。砂土在 静荷载作用下压缩性小，在一般建筑物荷载下可不予考虑；但 在振动荷载作用下，具有较大的压缩性。
在振动荷载作用下，砂土的压缩、饱和砂的液化及软粘土
的触变为它们的主要动力特性。
第九章 土在动荷载作用下的特性
本章内容
9.1概述 9.2土在动荷载下的性质 9.3土的振动液化 9.4防治土液化的工程措施
9.1 概述
圣法南度水库（加利福尼亚）大坝在1971年地震时地基液化造成大坝沉陷
工程背景
地震来临的时候， 在砂土地基上会发 生什么?
地 基 液 化 导 致 挡 土 墙 后 土 压 力 增 大
9.2 土在动荷载下的性质
➢ 引9.起2.结5构动物荷振载动作用对工程建筑的影响
➢ 破坏地基 ➢ 动力机器引起基础过大的振幅（甚至共振） ➢ 高层建筑（20～30层）在软基上容易损坏，而低层建筑
（5～6层）在硬基上反而比较容易损坏
9.3土的振动液化
9.3.1 土的振动液化机理
在荷载作用下
饱和、松散砂土、粉土 土中孔隙水压力逐渐积累（增大）
9.2 土在动荷载下的性质
➢ 对9.地2.震4反根应据明土显对：地中等震密荷度载或反松应的的饱和分砂类土；粘粒含量小于
10～15％的饱和砂质粘土或粉质软粘土；含砾量<70~80%， 砂料处于中密或松散状态的砂砾石土等 ➢ 对地震反应不明显：干砂、压密粘土饱和密实砂；含砾量 >70~80%的砂砾石土等