土的应力应变特性

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土的应力应变关系曲线

土的应力应变关系曲线

土的应力应变关系曲线《土的应力应变关系曲线:土地的无声“语言”》你有没有想过,脚下的土地也有自己的“脾气”呢?今天我就想跟你聊聊土的应力应变关系曲线,这可真是个特别又有趣的事儿。

咱们先想象一下,土就像一个有弹性的小皮球。

当你轻轻按这个皮球的时候,它会稍微变形,这就好比土受到了一点点应力,然后有了应变。

这时候的土,就像是一个很随和的朋友,你给它一点压力,它就很轻松地作出一点反应。

那这个时候的应力应变关系曲线呢,就像是这个小皮球刚开始被按下去的那一段轨迹,比较平缓。

再想想,如果我们加大按皮球的力气呢?皮球会被压得更扁,变形更大。

土也是这样啊,当应力不断增大的时候,它的应变也在不断增大。

可是,土又不像皮球那么简单。

它有时候会像一个倔强的老头,到了一定程度,你再怎么用力压它,它也不会再像之前那样容易变形了。

这在应力应变关系曲线上就表现为曲线开始变得弯曲,不再是那种直愣愣上升的样子。

这难道不神奇吗?有时候,土还像一个脆弱的小娃娃。

当应力大到一定程度,土可能就会突然崩溃,就像小娃娃突然大哭起来一样。

在应力应变关系曲线上,这就是曲线突然发生了很大的变化,可能斜率一下子变得很大或者出现了断点。

这时候的土,就好像在向我们诉说:“我承受不住啦!”我们常常忽略土地的这种特性,可它就这么实实在在地存在着。

这应力应变关系曲线就像是土地的无声语言,告诉我们它在不同压力下的反应。

我们如果能够读懂这个曲线,那就能更好地对待土地。

比如说盖房子的时候,就知道怎么给土地合适的压力,不至于让土地“发脾气”,导致房子出问题。

在我看来,土的应力应变关系曲线虽然看起来只是一个简单的图表,但它背后蕴含着土地的秘密。

它让我们看到土地就像一个有生命的个体,有自己的承受极限,有自己的反应方式。

我们应该尊重土地的这种特性,就像尊重每一个有性格的朋友一样。

这就是土的应力应变关系曲线给我带来的深刻感悟,希望你也能从中发现土地的奇妙之处。

高等土力学(李广信)2-5章部分习题答案

高等土力学(李广信)2-5章部分习题答案

2-1.什么叫材料的本构关系?在上述的本构关系中,土的强度和应力-应变有什么联系? 答:材料的本构关系是反映材料的力学性质的数学表达式,表现形式一般为应力-应变-强度-时间的关系,也成为本构定律,本构方程。

土的强度是土受力变形发展的一个阶段,即在微小的应力增量作用下,土单元会发生无限大或不可控制的应变增量,它实际上是土的本构关系的一个组成部分。

2-7什么是加工硬化?什么是加工软化?请绘出他们的典型的应力应变关系曲线。

答:加工硬化也称应变硬化,是指材料的应力随应变增加而增加,弹增加速率越来越慢,最后趋于稳定。

加工软化也称应变软化,指材料的应力在开始时随着应变增加而增加,达到一个峰值后,应力随应变增加而下降,最后也趋于稳定。

加工硬化与加工软化的应力应变关系曲线如右图。

2-8什么的是土的压硬性?什么是土的剪胀性?答:土的变形模量随着围压提高而提高的现象,称为土的压硬性。

土的剪胀性指土体在剪切时产生体积膨胀或收缩的特性。

2-9简述土的应力应变关系的特性及其影响因素。

答:土是岩石风化形成的碎散矿物颗粒的集合体,通常是固、液、气三相体。

其应力应变关系十分复杂,主要特性有非线性,弹塑性,剪胀性及各向异性。

主要的影响因素是应力水平,应力路径和应力历史。

2-10定性画出在高围压(MPa 303<σ)和低围压(KPa 1003=σ)下密砂三轴试验的v εεσσ--)(131-应力应变关系曲线。

答:如右图。

横坐标为1ε,竖坐标正半轴为)(31σσ-,竖坐标负半轴为v ε。

2-13粘土和砂土的各向异性是由于什么原因?什么是诱发各向异性?答:粘土和砂土的各向异性是由于其在沉积过程中,长宽比大于1的针、片、棒状颗粒在重力作用下倾向于长边沿水平方向排列而处于稳定的状态。

同时在随后的固结过程中,上覆土体重力产生的竖向应力与水平土压力大小不等,这种不等向固结也造成了土的各向异性。

诱发各向异性是指土颗粒受到一定的应力发生应变后,其空间位置将发生变化,从而造成土的空间结构的改变,这种结构的改变将影响土进一步加载的应力应变关系,并且使之不同于初始加载时的应力应变关系。

土力学第四版习题答案

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_精品文档

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土力学一、介绍土力学是土木工程中的一个重要学科,研究土壤力学和土木工程中土壤的应力、应变和变形等方面的规律。

土力学的研究对象是土壤及其力学性质,通过对土壤的特性和行为的研究,可以预测和控制土壤在工程中的行为,为土木工程的设计和施工提供科学依据。

二、土壤力学的基本概念1. 土壤物理性质土壤的物理性质包括土壤的颗粒组成、容重、孔隙比、相对密度等。

这些性质直接影响土壤的承载力、抗剪强度和渗透性等力学性质,是土壤力学研究的基础。

2. 土壤力学参数土壤力学参数包括土壤的压缩性、内摩擦角、剪切强度参数等。

这些参数描述了土壤在受力作用下的变形和破坏特性,是土壤力学分析和计算的重要依据。

3. 土壤应力状态土壤应力状态是指土壤中的应力分布情况,包括垂直应力、水平应力和剪应力等。

了解土壤的应力状态可以帮助工程师预测土壤的承载力、变形和破坏状态,从而设计出安全可靠的土木工程。

三、土壤力学的应用1. 土壤的承载力分析土壤的承载力是指土壤在承受外力作用下的最大抵抗能力。

工程师通过对土壤的颗粒组成、孔隙结构、内摩擦角等参数的分析,计算得出土壤的承载力,并根据承载力的大小来设计和选择合适的基础结构和土方工程。

2. 土壤的变形特性研究土壤在受力作用下会发生变形,包括压缩变形、剪切变形和液化等。

了解土壤的变形特性可以帮助工程师预测土壤的沉降和位移,并采取相应的补充措施,确保土木工程的安全和稳定。

3. 土壤的抗剪强度分析土壤的抗剪强度是指土壤在剪切作用下的抵抗能力。

通过对土壤的剪切试验和理论分析,工程师可以确定土壤的剪切强度参数,并结合实际工程条件进行抗剪强度的计算和分析,为土木工程的设计和施工提供重要依据。

四、土力学的挑战与发展土力学作为土木工程中的重要学科,正面临着一系列的挑战和发展机遇。

首先,随着城市化进程的加快和人口增长的需求,工程建设规模不断扩大,对土力学的研究和应用提出了新的要求。

其次,随着科技的进步和实验技术的发展,土力学研究手段和方法也将得到加强和完善,从而能够更加准确和全面地研究土壤的力学性质和行为规律。

土力学原理

土力学原理

土力学原理
土力学原理是土木工程中的一项基础原理,用于研究土体在外力作用下的力学行为。

在土壤力学中,有许多重要的原理被广泛应用在土壤的设计和分析中。

土力学的研究对象是土体,土体是由颗粒、水分和空气等组成的多相材料。

土力学采用连续介质力学的观点来研究土体的力学性质。

其中最重要的三个原理分别是:
1. 应力-应变关系:应力-应变关系描述了土体在外力作用下的应变响应。

根据弹性理论,土体的线性弹性行为可以用胡克定律来描述,即应力与应变成正比。

这一原理在土体的设计和分析中非常重要。

2. 塑性力学原理:塑性力学原理用于描述土体的塑性行为。

在土体达到一定的应力水平后,它会发生塑性变形,即应力超过了土体的弹性极限。

塑性力学原理可以用来解释土体的流动、变形和稳定性。

在土体的基础工程和边坡稳定性分析中,塑性力学原理是十分重要的。

3. 应力传递原理:应力传递原理是土力学中非常基础的原理,它描述了土体内部应力的传递方式。

根据这一原理,土体内部的应力是从上部施加的外力通过土体颗粒之间的相互作用而传递的。

应力传递原理在土体的承载力和排水性能的研究中起到了重要的作用。

这些原理为土壤力学的研究提供了基础理论和方法,为土木工
程师在设计和分析土体结构时提供了指导。

通过深入学习和应用这些原理,可以更好地理解土壤的行为特性,从而做出科学、合理的工程决策。

第2章 路基土的特性及设计参数

第2章 路基土的特性及设计参数
漂(卵)石质土: 巨粒组(粒径大于60mm )质量占总质量 15%~50% (含50%)的土。
2.1 路基土的分类及工程特性
2.1.1 路基土的分类 (1) 巨粒土
巨粒组(粒径大于60mm )质量少于或等于总质量15%的 土,可扣除巨粒,按粗粒土或细粒土的相应规定分类定名。
2.1 路基土的分类及工程特性
10 0
累积曲线
d60
d30
d10
粒径(mm)
2.1 路基土的分类及工程特性
2.1.1 路基土的分类
土的塑性指标
液限
土从流动状态转变为可塑状态的界限 含水率,用WL表示。
塑限
土由可塑状态转变为半固体状态的界 限含水率,WP表示。
塑性 指数
液限与塑限的差值,IP=WL -WP
液性指数:
IL
W WP WL WP
2.3 路基水温状况及干湿类型
2.3.3 路基土的基质吸力与饱和度
《公路路基设计规范》(JTG D30-2004): 路基存在四种干湿状态:干燥、中湿、潮湿、过湿。
路基干湿类型的划分指标:

平均稠度:
c

L L P
缺点: 对于塑性指数为零或接近于零的土组,土的平均稠
度不能全面反应路基的工作状态。
图1土基中沿深度的应力分布
令 则 土基自重引起的压应力: 土基中任一点受到的竖向压应力:
2.2 路基的力学强度特性
2.2.2 路基工作区 在路基某一深度Za处,当车轮荷载引起的垂直应力与
路基土自重引起的垂直应力相比所占比例很小,仅为 1/10~1/5时,该深度Za范围内的路基称为路基工作区。
该深度Za随车辆荷载增大而增大,随路面的强度和厚 度的增加而减小。

土在不同应力路径下的力学特性分析

土在不同应力路径下的力学特性分析

收稿Kt期:2007.11-20 基金项目:广东省水利科技计划项目(No.2003—13);广东省科技计划项目(No.2006837201003);湖北省环境岩土工程重点实验室开放基金项目
(No.T110503)。
第一作者简介:曾玲玲,女,1983年生,博十研究生,主要从事软七性质和高速公路地基处理研究。E-mail:linglz413@126.com 通讯作者;陈晓平,女,1957年生,博士,教授.博上生导师,主要从事七力学教学与科研上作。E-maih chcnxp@jall.edu.ca
kPa。
一~
表1。 表1试样的物理力学性质指标
物理性质指标
G1 Table 1 Physical and
力路径试验,即通过原状土的统计均值确定土样的
含水率和密度,将此均值作为扰动样期望值。原状 土样和制备的扰动土样的各项物理力学性质指标见
mechanical property of samples
固结快剪指标
Oil
paths.but little influenee
soil
shear resistance.
Key words:stress path;soft soil;laboratory test;mechanical characteristics
1引

Nagaraj(1981年)12l、Cheng(1990年)pJ、陆士 强(1989年)【4】等,基于试验成果提出了一些能够 考虑具体复杂应力路径的本构模型。近20年来,随 着数值计算技术在本领域的应用进展,~些学者开 展了通过应力路径试验成果进行数值建模的研究, 如陈生水(1995年)瞄J、王靖涛(2002年)等[61, 获得了具有机制背景的数值模型。 由于黏性土的状态控制指标较砂土复杂,更因 为黏性土的室内试验控制标准比较难掌握,因而黏 性土应力路径的试验研究无论是数量还是质量都逊

土体应力应变特性

土体应力应变特性
• 原状粘土无侧限抗压强度与扰动重塑土强度之比称为灵敏 度,它是粘性土的结构性的一个指标。
-12-
校正曲线
e
pc 原状土样
厚壁土样
薄壁土样
重塑土样 ln p
土的结构是土的组成成分、空间排列和粒间作 用力的综合特性。
1.1.5 土的流变性
• 与土的流变性有关的现象是土的蠕变与应力松弛
• 蠕变:指在应力状态不变条件下,应变随时间逐渐增长的现象; • 应力松弛:指维持应变不变,材料内应力随时间逐渐减小的现象。
• 早期土力学中的变形计算中主要是基于线弹性理论。 • 在计算机技术得到迅速发展之后,非线弹性理论模型
才得到较广泛的应用。
-22-
1.2.1 线弹性模型
• 在线弹性模型中,只需两个材料常数即可描 述其应力应变关系:E 和μ;或K和G;或λ和 G;或M和G。
-23-
一、E 和μ形式的应力应变关系
x
y
1
z
x
z
E 1 1 1 2
z
1
x
y
xy
E
2 1
xy
yz
E
2 1
yz
zx
E
2 1
zx
-25-
D
x , y , z , xy , yz , zx T
x,
y , z ,
xy 2
,
yz 2
1 e0
M与K的关系
z v
m
1 3
z 1
2K0
K
1M 3
1
2K0
-39-
4. Lame常数λ
x
• Lame常数有λ和G两个,G为剪切模量 • λ为无侧胀条件下的单向变形弹性模量 • 利用压缩试验测定。
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研究生课程论文装题目:浅谈土的应力变形特性订线学院建筑工程学院学科门类工学专业建筑与土木工程学号20151777姓名杨雪萌指导教师冯震2015年12月25日浅谈土的应力变形特性摘要由于土是岩石风化而成的碎散颗粒的集合体,一般包含有固、液、气三相,在其形成的漫长的地质过程中,受风化、搬运、沉积、固结和地壳运动的影响,其应力应变关系十分复杂,并且与诸多因素有关。

其中主要的应力应变特性是其非线性、弹塑性和剪胀(缩)性。

主要的影响因素是应力水平、应力路径和应力历史,亦称 3S 影响。

关键词应力应变非线性弹塑性剪胀性1 概述土的应力应变关系十分复杂,除了时间外,还有温度、湿度等影响因素。

其中时间是一个主要影响因素。

与时间有关的土的本构关系主要是指反映土流变性的理论。

而在大多数情况下,可以不考虑时间对土的应力——应变和强度(主要是抗剪强度)关系的影响。

土的强度是土受力变形发展的一个阶段,即在微小的应力增量作用下,土单元会发生无限大(或不可控制)的应变增量。

因而它实际上是土的本构关系的一个组成部分。

但在长期的岩土工程实践中,在解决某些土力学问题时,人们常常只关心土体受荷的最终状态,亦即破坏状态。

因而土的强度成为土力学中一个独立的领域。

几十年关于土的本构关系的研究使人们对土的应力应变特性的认识达到了前所未有的深度;促使人们对土从宏观研究到微观、细观的研究;为解决如高土石坝、深基坑、大型地下工程、桩基础、近海工程和高层建筑中地基、基础和上层建筑共同作用等工程问题提供了更深刻的认识和理论指导。

2 土的应力应变关系的非线性由于土由碎散的固体颗粒组成,土宏观的变形主要不是由于颗粒本身变形,而是由于颗粒间位置的变化。

这样在不同应力水平下由相同应力增量而引起的应变增量就不会相同,亦即表现出非线性。

图 1 表示土的常规三轴压缩试验的一般结果,其中实线表示密实砂土或超固结粘土,虚线表示松砂或正常固结粘土。

从图 1(a)可以看到,正常固结粘土和松砂的应力随应变增加而增加,但增加速率越来越慢,最后逼近一渐近线;而在密砂和超固结土的试验曲线中,应力开始随应变增加而增加,达到一个峰值之后,应力随应变增加而下降,最后也趋于稳定。

在塑性理论中,前者称为应变硬化(或加工硬化),后者称为应变软化(或加工软化)。

应变软化过程实际上是一种不稳定过程,有时伴随着应力的局部化—剪切带的产出现,其应力应变曲线对一些影响因素比较敏感。

由于其应力应变间不成单值函数关系,所以反映土的应变软化的数学模型一般形式复杂,难于准确;反映应变软化的数值计算方法也有较大难度。

3 土的剪胀性由于土是碎散的颗粒集合,在各向等压或等比压缩时,孔隙减少,从而发生较大的体积压缩。

这种体积压缩大部分是不可恢复的。

在图 1(b)中,可以发现,在三轴试验中,对于密砂或强超固结粘土偏差应力σ1-σ3增加引起了轴应变ε1 的增加,但除开始时少量体积压缩(正体应变)外,发生明显的体胀(负体应变)。

由于在常规三轴压缩试验中,平均主应力增量∆ p=(σ1-σ3)/3在加载过程中总是正的,不可能是体积的弹性回弹,因而这种体应变只能是由剪应力引起的,被称为剪胀性。

广义的剪胀性指剪切引起的体积变化,包括体胀,也包括体缩。

后者也常被称为“剪缩”。

土的剪胀性实质上是由于剪应力引起土颗粒间相互位置的变化,使排列变化而而使颗粒间的孔隙加大(或减小),从而发生了体积变化。

4 土的变形的弹塑性在加载后卸载到原应力状态时,土一般不会恢复到原来的应变状态。

其中有部分应变是可恢复的,部分应变是不可恢复的塑性应变,并且后者往往占很大比例。

可以表示为:ε=εe+εp其中εe 表示弹性应变,εp 表示塑性应变。

其中单调加载试验曲线用虚线表示;循环加载试验曲线用实线表示。

可见每一次应力循环都有可恢复的弹性应变及不可恢复的塑性应变,亦即永久变形。

对于结构性很强的原状土,如很硬的粘土,可能在一定的应力范围内,它的变形几乎是“弹性”的,只有到一定的应力水平时,亦即达到屈服条件时,才会产生塑性变形。

一般土在加载过程中弹性和塑性变形几乎是同时发生的,没有明显的屈服点,所以亦称为弹塑性材料。

图2土在应力循环过程中另一个特性是存在滞回圈,在图2中卸载初期应力应变曲线陡降,减少到一定偏差应力时,卸载曲线变缓,再加载曲线开始陡而随后变缓。

这就形成一滞回圈,越接近破坏应力时,这一现象越明显。

在图2中另一个值得注意的现象是卸载时试样发生体缩。

由于卸载时平均主应力 p 是减少的,这种卸载体缩显然无法用弹性理论解释。

人们认为这主要源于土的剪胀变形的可恢复性和加载引起土结构的变化。

总之,即使是在同一应力路径上的卸载-再加载过程,土的变形也并非是完全弹性的。

但一般情况下,近似认为是弹性变形。

5 土应力应变的各向异性和土的结构性所谓各向异性是指在不同方向上材料的物理力学性质不同。

由于土在沉积过程中,长宽比大于1 的针、片、棒状颗粒在重力作用下倾向于水平方向排列而处于稳定的状态;另外,在随后的固结过程中,竖向的上覆土体重力产生的竖向应力与水平土压力产生的水平应力大小是不等的,这种不等向固结也会产生土的各向异性。

土的各向异性主要表现为横向各向同性,亦即在水平面各个方向的性质大体上是相同的,而竖向与横向性质不同。

土的各向异性可分为初始各向异性和诱发各向异性。

天然沉积和固结造成的各向异性可归入初始各向异性之列。

在室内重力场中各种制样过程也会使土试样具有不同程度的初始各向异性。

检验初始各向异性的最简单的试验是等向压缩试验。

在对土样进行等向压缩试验时,经常发现轴向应变小于1/3体应变,εz=(0.17~0.22) εV。

这表明竖直方向比水平方向的压缩性小。

用自由下落的小玻璃珠制成模拟“土”试样在各向等压试验中的结果。

其中εx=εy=2 . 2εz, εz为竖直方向的应变,εv =εz 。

这种各向异性是由于小玻璃珠在不同方向的排列不同引起的。

砂土的各向异性试验,试样是在空气中用撒砂雨的方法制成的立方体三轴试样,用立方体真三轴仪进行的常规三轴压缩试验。

竖直方向大主应力与砂土的沉积面(图中阴影线表示)成夹角θ,θ=90°表示的是常规方法制样试验情况,即大主应力σ1与沉积面垂直。

从图可见不同方向试验的应力应变曲线是不同的。

在θ=20°和θ=40°的试验中,实测的两个横向应变ε2与ε3 是不等的,ε2>ε3。

从图中可见,对于θ=90°和θ=40°的试验可以用一条曲线表示,θ=40°和θ=20°的试验结果也可以用一条曲线表示,而θ=0°用单独一条曲线表示,最上部曲线是用常规制样和常规三轴仪进行的常规三轴试验结果。

(θ=90°)所谓诱发各向异性是由于受到一定的应变后,土颗粒将发生空间位置的变化,从而改变了土的空间结构。

这种结构的变化对于土进一步加载的应力应变关系将产生影响,并且不同于初始加载时的应力应变关系。

正常固结粘土的一种三轴试验,然后在五个方向施加相同的应力增量,量测相应的应变增量。

可见不同方向应力增量引起的应变增量方向和大小都不同,其中初始不等向固结所引起的各向异性是主要原因。

例如对于沿原应力路径④加载产生的应变路径与原固结的应力路径完全一致。

而其他应力路径则不然。

上述例子都是室内制样的情况,原状天然土的各向异性往往更强烈,也比较复杂。

原状土的各向异性常常是其结构性的一个方面的表现。

所谓土的结构性是由于土颗粒的空间排列集合及土中各相间和颗粒间的作用力造成的。

结构性可以明显提高土的强度和刚度。

对于粘性土更重要。

取样和其他扰动会破坏原状土的结构。

原状粘土无侧限抗压强度与扰动重塑土强度之比称为灵敏度,它是粘性土的结构性的一个指标。

原状土与扰动土的压缩曲线,可见原状土在同样平均主应力下更不易变形与压缩。

6 土的流变性粘性土的应力应变强度关系受时间的影响除了基于有效应力原理的孔压消散和土体固结问题之外,还有土的流变性的影响。

与土的流变性有关的现象是土的蠕变与应力松弛。

所谓蠕变是指在应力状态不变的条件下,应变随时间逐渐增长的现象;应力松弛是指维持应变不变,材料内的应力随时间逐渐减小的现象。

在某一常应力作用下,土的应变不断增加,但当这个应力值较小时,如图中(σ1—σ3)1和(σ1—σ3)2,试样变形逐渐趋于稳定;当这个常应力较大时,则应变量会在相对稳定之后又突然加快,最后达到蠕变破坏。

这种蠕变强度低于常规试验的强度,有时只有后者的 50%左右。

粘性土的蠕变性随着其塑性、活动性和含水量的增加而加剧。

在侧限压缩条件下,由于土的流变性而发生的压缩称为次固结,长期的次固结可以使土体不断加密而使正常固结土呈现出超固结土的特性,被称为似超固结土或“老粘土”。

除了粘性土的流变性以外,近年来也发现一些高面板堆石坝的堆石体也随着时间不断发生变形,受到很大关注。

这可能与岩石及堆石块体之间的流变性有关。

7 影响土应力应变关系的应力条件7.1应力水平所谓应力水平一般有两层含义:一是指围压的绝对值的大小;二是指应力(常为剪应力)与破坏值之比,即S = q / q f。

这里应力水平是指围压。

承德中密砂在不同围压下的三轴试验曲线,可见随着σ3 增加,砂土的强度和刚度都明显提高,应力应变关系曲线形状也有变化。

在很高围压下,即使很密实的土,也与松砂的应力应变关系曲线相似:没有剪胀性和应变软化现象。

应当指出土的抗剪强度随着正应力或围压增加,但破坏时的应力比,或者砂土的内摩擦角ϕ,则常常随着围压的增加而降低。

土的变形模量随着围压而提高的现象,也称为土的压硬性。

由于土是由碎散的颗粒所组成,所以围压所提供的约束对于其强度和刚度是至关重要的。

这也是土区别于其他材料的重要特性之一。

简布在 1963 年用下式表示土在三轴试验中初始模量与围压之间的关系:其中 K 与 n 为试验常数。

这个公式后来为许多本构模型所应用。

7.2 应力路径通过不同应力路径阿的三轴试验的应力应变关系曲线,可见它们受应力路径的影响很明显。

蒙特雷松砂的两种应力路径的三轴试验。

它们的起点 A和终点 B 都相同,但路径 1 是从 A‐1‐B;路径 2 是 A‐2‐B。

路径 1 发生了较大的轴向应变。

这是由于点 1 的应力比高于点 B,更接近于破坏线,这就产生较大的轴向应变。

伍德在盒式真三轴仪上对重塑的饱和粘土先各向等压固结后,沿 OK方向剪切试验,然后从 K 点出发沿 KM、KN 和 KL 不同应力路径继续试验,得到应变路径。

可见沿 OK 原来方向加载,应变路径与应力路径方向一致,都为直线。

但当应力路径发生转折时,粘性土对于刚刚经过的路径似乎有“记忆”,或者应变路径沿 OK 方向有惯性,只有在新应力路径上走很长距离后,应变路径的方向才逐渐靠近过来。

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