土的变形特点
附录G土的渗透变形判别
附录G土的渗透变形判别G.0.1、土的渗透变形特征应根据土的颗粒组成、密度和结构状态等因素综合分析确定。
1、土的渗透变形宜分为流土、管涌、接触冲刷和接触流失四种类型。
2、黏性土的渗透变形主要是流土和接触流失两种类型。
3、对于重要工程或不易判别渗透变形类型的土，应通过渗透变形试验确定。
G.0.2、土的渗透变形判别应包括下列内容：1、判别土的渗透变型类型。
2、确定流土、管涌的临界水力比降。
3、确定土的允许水力比降。
G.0.3、土的不均匀系数应采用下式计算：式中Cu——土的不均匀系数；d60——小于该粒径的含量占总土重60％的颗粒粒径(mm)；d10——小于该粒径的含量占总土重10％的颗粒粒径(mm)。
G.0.4细颗粒含量的确定应符合下列规定：1、级配不连续的土：颗粒大小分布曲线上至少有一个以上粒组的颗粒含量小于或等于3、％的土，称为级配不连续的土。
以上述粒组在颗粒大小分布曲线上形成的平缓段的最大粒径和最小粒径的平均值或最小粒径作为粗、细颗粒的区分粒径d，相应于该粒径的颗粒含量为细颗粒含量P。
2、级配连续的土：粗、细颗粒的区分粒径为式中d70——小于该粒径的含量占总土重70％的颗粒粒径(mm)。
G.0.5无黏性土渗透变形类型的判别可采用以下方法：1、不均匀系数小于等于5的土可判为流土。
2、对于不均匀系数大于5的土可采用下列判别方法：1)流土：2)过渡型取决于土的密度、粒级和形状：3)管涌：3、接触冲刷宜采用下列方法判别：对双层结构地基，当两层土的不均匀系数均等于或小于10，且符合下式规定的条件时，不会发生接触冲刷式中D10、d10——分别代表较粗和较细一层土的颗粒粒径(mm)，小于该粒径的土重占总土重的1、0％。
4、接触流失宜采用下列方法判别：对于渗流向上的情况，符合下列条件将不会发生接触流失。
1)不均匀系数等于或小于5的土层：式中D20——较粗一层土的颗粒粒径(mm)，小于该粒径的土重占总土重的20％；d70——较细一层土的颗粒粒径(mm)，小于该粒径的土重占总土重的70％。
市政科普1——土的物理性质
sat ms w Vv V
质量
体积
sat sat g
sat w
§1 土的物性与分类
天然密度 干密度 饱和密度
§1.4 土的物理状态 一. 物理性质指标
Air
各种密度重度之间的大小关系：
m V sat ms d V ms w Vv sat V
粗 中
20 5
砂粒
细 粗 中 细 极细
粉粒 粘粒 胶粒 mm 0.05 0.005 0.002
2
0.5 0.25
1. 表 格 法 表 示 的 粒 组 划 分
粒组名称
漂石、块石颗粒 卵石、碎石颗粒 粗 圆砾、角砾 颗粒 中 细 粗 砂粒
粒径范围／ mm
>200 200～20 20～10 10～5 5 ～2 2～0.5
土的含水率
§1.4 土的物理状态 一. 物理性质指标
定义: 土中水的质量与土粒质量之比, 用百分数表示 表达式:
m m ms w(%) w ms ms
ma=0
Air Water Soil
Va Vw
m
mw ms
Vv V
Vs
质量
体积
注意: 其实是含水比, 可达到或超过100％
§1 土的物性与分类
§1.4 土的物理状态 一. 物理性质指标
Air
表示土中密度和重度的指标
ms m w m V Vs Vw Va
单位: kg/m3 或 g/cm3 m
ma=0 mw ms
Va
g 单位: kN/m3
Water
Soil
Vw
Vs
Vv V
阐述软土地区深基坑工程阶段变形特点与控制
阐述软土地区深基坑工程阶段变形特点与控制1、软土地区深基坑工程的特点1.1基坑开挖面积和开挖深度发展迅速20世纪80年代深基坑的广泛出现，但由于技术上的限制，开完深度一般为10m。
随着城市的快速发展，越来越多的大面积、大深度的特大基坑工程不断涌现。
例如，由上海城建隧道公司承建的中原第一深基坑——郑州地铁紫荆山站2号线南端部分主体基坑开挖深度达30.85米，是目前中原地区最深的基坑，工程主体围护采用1.2米厚地下连续墙，墙深50.65米；天津火车站的交通枢纽基坑工程最大开挖深度达33.5m；武汉阳逻双塔单跨悬索的长江公路大桥，其南部深基坑开挖深度达45m，开挖直径70m。
1.2基坑开挖的周围环境更加复杂化，使深基坑工程进入变形控制设计的时代随着近几十年软土地区大型地下商场、地下轨道交通、人防工程及特高层建筑的大量涌现，基坑工程对周围的环境的影响是设计人员和施工人员需要面对的一大难题。
目前，大多数深基坑工程身处建筑物密集地区，基坑周边往往会有地下市政管线、重要的建筑物、地铁隧道、地下商场、桩基基础等。
然而，软土地区的基坑的开挖往往会出现连带效应，引发周边土体的应力场的变化，使周边土体发生较大的变形和位移，从而引发周边建筑设施的不均匀沉降，造成城市道路，市政地下管线等重要城市基础设施受到损坏，甚至会发生周围建筑的坍塌破坏，造成巨大的经济损失。
因此分析软土地区深基坑施工过程变形对周边环境的影响规律，归纳总结深基坑工程实践中采用的各种基坑变形控制方法和经验，对指导软土地区深基坑的设计具有十分重要的意义。
2.软土地区基坑开挖过程变形2.1围护结构变形Clough和O’Rourke[1]通过对内支撑和拉锚支护的深基坑开挖引发的围护结构变形的长期试验研究，得出软土地区基坑围护结构的变形分为三种形式（图1）：①悬臂梁变形形式：在土体开挖初期，施工采用先基坑开挖后安装首道支撑方法，或在下部土体开挖的过程中上部支撑刚度不足或未及时提供支撑力，此时围护机构的变形与悬臂梁受力变形较为相似，基坑边缘沉降最大，并以抛物线形式向周围扩散沉降；②鱼腹梁变形形式：随着开挖深度的进一步加深，上部支撑的刚度和支撑力有所增加，具有一定的抵抗能力，限制了围护结构的上部向坑内的位移，使围护结构的变形转变为底层支护结构的向内凸起，变形形状接近于鱼腹梁形状，此时地面沉降的最大位置由围护墙墙边位置转移至距基坑边一定的距离的某一点；③组合变形形式：此变形形式为上述两种变形的组合，坑外地面的沉降亦为上述两种情况的组合。
第3章 土的渗透性和渗透变形
第三节
渗透力和渗透变形
二、渗透变形 （一）渗透变形的形式
土在渗透力的作用下，而发生变形或破坏的现象称为 渗透变形（或渗透破坏），渗透变形包括两种基本形式。 （1）流土 流土是指在向上的渗透水流作用下，表层 土局部范围内的土体或颗粒群同时发生悬浮、移动的现象。 流土发生于地基或土坝下游渗流出逸处，而不发生于土体 内部。如图3-14发生在堤坝下游渗流逸出处。
第三章 土的渗透性和渗透变形
内容提要：本章介绍土的渗透规律、渗透力和 渗透变形规律
第一节
概
述
水在土体孔隙中流动的现象称为渗流。土具有被水体 透过的性质称为土的渗透性。本章主要研究饱和土的渗透 性以及由渗流引起的渗透变形问题。 作为土木、水利工程对象的地基或土工建筑物内一般 都存在着各种形态的水分，而土本身又具有渗透性，所以 会产生各种各样的工程问题： （1）水的问题 指在工程中由于水本身所引起的工程 问题。如基坑、隧道等开挖工程中普遍存在的排水问题 土坝中的渗透水量损失问题等。
L ----渗径长度；
A----试样截面积； h ----试验时水头差。
第二节
土的渗透规律
2、变水头试验法----适用于粉土和粘土 变水头法是在整个试验过程中，水头是随时间变化 的，其实验装置如图3-5（P71）。 设细玻璃管的内截面积为 a 。经时段 dt ，细玻璃管中 水位下降 dh ，则在时段内流经试样的流量为：
' '
孔隙水应力和有效应力的分布如图3-22（b）。
第四节 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算
（2）向上渗流情况 图3-24表示水向上的情况。在a-a断面的总应力为： h1 sat h2 孔隙水压力为： u h h1 h2 h 则有效应力为：
膨胀土知识
膨胀土知识简介1膨胀土的研究意义膨胀土是粘粒成分主要由亲水矿物(主要是蒙脱石、伊利石、高岭石等)组成，液限大于40%，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特征的粘性土。
在自然条件下，一般多呈硬塑或坚硬状态，具黄、红、灰白等色，裂隙较发育，常见光滑面和擦痕。
膨胀土分布广泛，在世界六大洲的40多个国家都有分布。
自1938年美国开垦局在俄勒冈州的一例基础工程中首次认识了膨胀土问题，膨胀土开始引起人们的关注。
由于它具有显著的胀缩性，存在较多裂隙软弱面，常常给膨胀土地区的工程建设造成严重的破坏，给人民的财产造成巨大的损失。
膨胀土给工程建筑带来的危害，既表现在地表建筑物上，也反映在地下工程中。
它不仅包括铁路、公路、渠道的所有边坡、路面和基床也包括房屋地基；甚至还包括这些工程中所采取的稳定性措施如护坡、挡土墙和桩等。
以至从某种意义上讲，膨胀土对工程建筑的危害是无所不包的[1]。
这种危害往往是长期的、渐进的、潜在的，有时是难以处理的，美国工程界称之为“隐藏的灾害”。
据统计，美国由于膨胀土造成的损失平均每年高达20亿美元以上，已超过洪水、飓风、地震和龙卷风所造成的损失的总和，全世界每年造成的损失达50亿美元以上。
我国是膨胀土分布广、面积大的国家之一，先后己有20多个省市发现有膨胀土，其中主要分布在河南、湖北、广西、云南等省（见图1－1），在内蒙、东北等地也有发现。
早在五六十年代，就因其工程问题引起人们对它的重视。
我国由于膨胀土地基致害的建筑面积达1000万m2左右，铁路、公路及建筑物受到的危害也很严重。
南水北调中线工程将穿过三百余公里的膨胀土地区，膨胀土渠坡的稳定问题对工程的正常运行至关重要。
研究解决膨胀土边坡稳定问题具有实际意义。
我国膨胀土主要分布中西部地区，见表1－1。
长江流域的长江、干支流水系等地区是我国膨胀土分布比较广泛和集中的地域之一（见图1－1）。
从第三纪(N2)至第四纪下更新统(Q1 )、中更新统(Q2)和上更新统(Q3)都沉积了厚度不等的各种成因类型的膨胀土。
土体流变性概述
土体的流变性研究姓名：学号：4160146120XX学院：建筑工程学院专业：建筑与土木工程摘要：简述土体的流变理论，对土体流变性的研究方法和流变模型都分别做了分类阐述及评价，并概述了土的流变试验，对土的流变特性研究发展趋势提出了几点意见。
关键字：流变性研究方法流变模型流变试验一、土体的流变理论土体变形与应力和时间有关的现象称为土体的流变现象。
土的流变机理在于:在骨架应力(有效应力)作用下,土颗粒表面吸附水(气)具有粘滞性,从而使颗粒的重新排列和骨架体的错动具有时间效应,土体变形延迟,即变形与时间有关；而另一方面土体变形受到边界约束,这种约束有阻挡蠕动变形发展的趋势,因此,土体内部应力随之逐步调整,即应力也与时间有关。
土体的流变性是土的重要的工程性质之一。
在工程实践中，土体的流变现象主要包括以下几个方面。
1、蠕变——即恒定应力作用下变形随时间增长的现象。
2、松弛——即恒定变形的情况下应力随时间衰变的现象。
3、流动——即给定的时间的变形的速率随应力变化的现象。
4、长期强度随受荷历史变化的现象。
土体的流变变形分为压缩和剪切两大类。
在沉降分析中主要考虑土体受压时的流变特性，强度问题则主要研究土体受剪时的流变特性。
土体的流变性质首先与土体的结构有关，无论砂性土还是粘土都具有一定程度的流变性质。
土的流变性质还与应力大小和温度有关。
二、土体的流变性的研究方法流变性是土的重要特性之一，早在1948年荷兰学者Genie E．C．W．A和我国学者陈宗基开始了土的流变性的研究，应用实心圆柱土样的扭转试验，验证了Bingham 粘滞塑性流动定律对土的适用性，最早创立了土流变学。
在1953 年第三届国际土力学和基础工程会议( ICSMFE) 上，提出了蠕变变形直接或间接地对土力学的所有过程起作用，蠕变研究将影响土力学将来的发展，随后，广泛展开了对土体流变性的研究，取得了大量的成果，并成为土力学研究的热点。
土体流变性质研究可以从微观、细观或宏观表现展开。
土力学复习要点#
第一章 土的组成土是岩石风化的产物。
风化作用主要包括物理风化和化学风化。
1. 土具有三个主要特点：散体性、多相性（多样性）、自然变异性。
2. 土是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系。
3. 粗大的土粒其形状呈块状或粒状；细小的土粒主要呈片状。
4. 土粒的大小称为粒度，通常以粒径表示；介于一定粒度范围内的土粒，称为粒组；划分粒组的分界尺寸称为界限粒径，据界限粒径200、60、2、0.075、0.005mm 把土粒分成六大粒组：漂石或块石颗粒、卵石或碎石颗粒、圆砾或角砾颗粒、砂粒、粉粒、黏粒。
5. 土中各个粒组的相对含量（土样各粒组的质量占土粒总质量的百分数）称为粒度成分或者颗粒级配。
6. 粒度成分分析常用筛分法（>0.075）和沉降分析法(<0.075).7. 粒度成分分布曲线：曲线较陡，说明粒径大小相差不多，颗粒较均匀，级配不良；曲线平缓，说明粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，级配良好。
8. 不均匀系数,曲率系数，不均匀系数越大，表示粒度的分布范围越大，颗粒越不均匀，其级配越良好。
9. 把的土看作是均粒土，级配不良；把的土，级配良好。
10. 砾类土或砂类土同时满足和两个条件时，则为良好级配砾或良好级配砂。
11. 土中固体颗粒的矿物成分绝大部分是矿物质，或多或少含有有机质。
矿物质分为原生矿物和次生矿物，其中原生矿物主要是石英、长石和云母等，次生矿物主要是黏土矿物、可溶盐和无定形氧化物胶体。
黏土矿物主要是蒙脱石、伊利石和高岭石。
12. 一般液态土中水可视为中性、无色、无味、无臭的液体，其质量密度在4℃时为1g/cm ³ ,重力密度9.81kN/m ³。
存在于土粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造中的水称为矿物内部结合水，可以把矿物内部的结合水当作矿物颗粒的一部分。
13. 存在土中的液态水可以分为结合水和自由水两大类。
土中水是成分复杂的电解质水溶液。
14. 结合水进一步可分为强结合水和弱结合水。
土力学-第四章-概述 土的压缩性测试方法 张丙印
t
s
s3
s2
s1
t
§4.2 土的压缩性测试方法 – 压缩试验
智者乐水 仁者乐山
压缩曲线及特点
• 侧限变形（压缩）模量：
加载：
Es
Δσ z Δεz
卸载和重加载：
Ee
Δσz Δεz
非线性 弹塑性
土的一般化的压缩曲线
z= p
1 Ee 1 Es
e
z
( e )
侧限压缩试验
18
§4.2 土的压缩性测试方法 – 三轴试验
常规三轴：
• 存在破坏应力
侧限压缩试验：
• 不存在破坏应力 • 存在体积压缩极限
z=p
侧限压 缩试验
常规三 轴试验
e
z
( e )
常规三轴与侧限压缩试验
22
§4.2 土的压缩性测试方法
智者乐水 仁者乐山
变形模量 Et 与侧限变形模量 Es间的关系
虎 εz
σz Et
νt Et
σx σy
克 定 律
墨西哥某宫殿
左部：1709年 右部：1622年 地基：20多米厚粘土
问题： 沉降2.2米，且左右 两部分存在明显的 沉降差。左侧建筑 物于1969年加固
智者乐水 仁者乐山
工程实例
6
§4.1 概述
智者乐水 仁者乐山
墨西哥城的一幢建筑， 可清晰地看见其发生的 沉降及不均匀沉降。该 地的土层为深厚的湖相 沉积层，土的天然含水 量高达 650 ％，液限 500% ，塑性指数 350 ， 孔隙比为 15 ，具有极 高的压缩性。
《土力学1》之第四章
土的压缩性与地基沉降计算
张丙印
清华大学土木水利学院 岩土工程研究所
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土的变形特点
一、土的基本概念
土是地壳上由矿物、有机物、气体和水等组成的松散堆积物，是地球上重要的自然资源之一。
土对于人类的生活和社会发展具有重要的意义。
二、土的成分与结构
土的主要成分包括固体颗粒、空隙和水。
固体颗粒由矿物和有机物组成，其形状、粒径和颗粒间的排列方式决定了土的物理性质。
空隙是指颗粒之间的空隙，可分为孔隙（颗粒间的空隙）和裂隙（颗粒内部的裂缝）。
水在颗粒间充填空隙，并与固体表面形成水膜。
三、土的力学特性
土的力学特性是指土体在受力作用下的变形和变化规律。
土的变形特点主要体现在以下几个方面：
1. 压缩变形
当土体受到一定的压力作用时，空隙中的水和气体会被挤出，土颗粒之间会发生重新排列和互相接触，导致土体的压缩变形。
土的压缩变形可以分为弹性变形和塑性变形两个阶段。
弹性变形是指土体在受力后会恢复原状，而塑性变形则是指土体会永久性地变形。
2. 剪切变形
当土壤受到剪切力作用时，颗粒之间会发生错动和滑动，导致土壤发生剪切变形。
土壤的剪切变形可以分为弹性剪切变形和塑性剪切变形。
弹性剪切变形是指土壤在受力后会恢复原状，而塑性剪切变形则是指土壤会永久性地变形。
3. 液化变形
当土体受到震动或外界振动作用时，土体中的水分会受到震荡，使土体失去内聚力，形成一种类似液体的状态，称为液化。
液化会导致土壤的强度急剧下降，造成建筑物和基础设施的倒塌和破坏。
4. 膨胀变形
某些含有粘性矿物的土壤在受水浸润或吸湿后会发生膨胀变形。
膨胀变形导致土壤体积的增大，从而引起房屋地基、道路和管道的开裂和破坏。
四、土的变形机理
土的变形是由于颗粒间的相互作用力导致的。
土的变形机理主要包括以下几个方面：
1. 颗粒之间的应力传递
土体受到外界力作用时，应力会通过颗粒之间的接触面传递，使土体中的颗粒产生应变，从而引起土体的变形。
2. 颗粒间的摩擦和粘聚力
颗粒之间存在着摩擦力和粘聚力。
摩擦力是指颗粒之间由于相对滑动而产生的阻力，而粘聚力是指颗粒表面附着的水膜形成的吸力。
颗粒间的摩擦和粘聚力对土体的变形特点有重要影响。
3. 孔隙水的影响
土体中的孔隙水对土的变形特性有很大影响。
孔隙水可以填充空隙，改变土体的体积特性和强度特性。
当孔隙水受到压力时，会使土体发生压缩变形。
4. 土的孔隙结构
土的孔隙结构也是影响土的变形特性的重要因素之一。
孔隙结构的大小、连通性和分布方式会影响土的渗透性、压缩性和强度特性。
五、土的变形监测与控制
土的变形对于土木工程和地质灾害的防治具有重要意义。
因此，对土的变形进行监测和控制是必要的。
常用的土的变形监测方法包括物理观测法、仪器监测法和遥感监测法。
而土的变形控制主要采取加固措施、排水降水和改变荷载等方法。
六、总结
土的变形特点是土力学的重要内容，对于土的工程应用具有重要的指导意义。
土的变形特点受到多种因素的影响，包括土的成分和结构、应力状态和外界环境等。
了解土的变形特点，对于合理设计土木工程和预防地质灾害具有重要意义。
因此，在土的工程应用中，需充分考虑土的变形特点，并采取相应的监测和控制措施。