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关于一般粘性土的土体参数的疑惑

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walkingbug 发表于 2007-7-2 21:55:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 13:33 编辑 <br /><br />不知道大家在实际工程中有没有经常遇到这样的情况,地勘给出的粘性土的强度参数指标一般是直接快剪得到的结果,快剪得到的结果一般都很奇怪,一般c值偏大,φ值偏小,设计中,应该如何把握?

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龙兴关外 发表于 2008-3-24 13:30:10 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 13:33 编辑 <br /><br />从你给出的试验报表来看,该层土很不均匀,含砾的比例有多少也不清楚,所以主要从平均值来说.土层的饱和度差异较大,估计多数土样应属非饱和土.慢剪试验应当是得出有效应力指标,其c'值一般比较低,正常固结土趋近于零;fi值应当较高,在20度以上.慢剪通常时间较长,看样子你的试验结果并没有达到慢剪要求,快剪也没有达到不排水的要求,总体上类似于固结快剪的情况.这也说明直剪是不可靠的,要有限制地使用.

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龙兴关外 发表于 2007-11-18 16:39:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 13:33 编辑 <br /><br />楼主说的不太清楚,也把大家给搅糊涂了。就直剪中快剪与慢剪来讲,快剪c值高,慢剪φ值高是正常的,否则才是不正常的。看看抗剪强度公式,再琢磨琢磨所谓的快与慢,你就会明白了。
另外,有很多时候,土工试验的质量也是很不可靠的。

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ljmtidilgw 发表于 2007-7-2 23:38:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 13:33 编辑 <br /><br />知道walkingbug 是个高手,出了个很难的题目。因为搞土、搞岩石,如果c、φ值都知道了,要你提交土或岩石力学参数,可以说您一定“胸有成竹、运筹帷幄!”,因此,这个话题是搞岩土工程的核心问题。
我昨天看了高大钊的岩土工程勘察规范的讲座[本论坛上有,bdks提供的],很好,其中讲到了岩土参数问题。
*** 规范要求差异
对试验仪器:《地基规范》规定只能用三轴,完全否定了直剪试验;在《勘察规范》中,两种仪器都有一定都地位;
试验方法:《地基规范》规定只能用不固结不排水剪试验;而在勘察规范中可以根据工程的条件选用不同的试验方法,作为勘察工作应主要按照勘察规范执行。
*** 哪个规定更合理、更符合工程的情况?如何选用上述不同的规定?
当然,人人都知道三轴更好,直剪仪存在许多致命的缺陷,国外已经被淘汰。国内用得还很多,主要是方便和快捷。
*** 直剪适用范围
--- 直剪试验不适用于低塑性土。
--- 直剪试验也不适用于砂土和软土。
---- 如89版《建筑地基基础设计规范》规定直剪试验只适用于二级及三级建筑物的可塑状粘性土和饱和度不大于0.5的粉土。

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ljmtidilgw 发表于 2007-7-2 23:51:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 13:33 编辑 <br /><br />再说说#1楼的问题,直接剪切分为:快剪、固结快剪和慢剪。
快剪的强度指标原则上一般要比其它的试验结果偏小。#1楼说的c值偏大?有的人提出经常是φ值偏大!不知道你是什么土,是一般粘性土?
请高人支招、指点!

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 楼主| walkingbug 发表于 2007-7-3 08:27:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 13:33 编辑 <br /><br />我纯粹新手,刚毕业一年,纯粹为了学习:)
举个例子吧,这个是我以前一个项目中遇到的设计院给我们的地勘成果表,反正我是很奇怪,看看高手们有什么意见:)
关于快剪试验为什么会导致c值偏大和φ偏小,我们公司曾经作为专题讨论过,一句话两句话也说不清楚,这个仅作为我们公司内部意见,供大家参考。
土层

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 楼主| walkingbug 发表于 2007-7-3 08:38:38 | 显示全部楼层

例子

本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 13:33 编辑 <br /><br />
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土层物理表1.pdf

87.66 KB, 下载次数: 79, 下载积分: 金币 -2 金币

地勘成果表

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断章取义啊!  详情 回复 发表于 2017-7-11 11:47

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 楼主| walkingbug 发表于 2007-7-3 08:55:03 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 13:33 编辑 <br /><br />不好意思,不晓得怎么把PDF的内容变成图片贴上:)

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longornn 发表于 2007-7-3 09:28:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 13:33 编辑 <br /><br />楼主的问题涉及岩土参数可靠性评估.
     直接剪切(快剪、固结快剪和慢剪)参数都是根据试验的抗剪强度与垂直压力关系曲线求取:分别以抗剪强度、垂直压力为坐标作图,同一样品的三次试验结果连成直线,直线与横轴夹角为φ,在垂直轴上截距为c。但实践中由于三次试验结果不能连成直线,其趋近直线作图人为因素较大,从而影响其可靠性,不是单纯的偏高、偏低问题。
    对c、φ的选取一般应参考经验值,我认为规范、手册给出的经验值必须根据各地特点进行修正(如广州规范的比实际高1/3),三轴试验可靠性高于直接剪切,建议设计以三轴试验为依据,并根据经验和其他试验结果进行修正。

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zaqzaq08 发表于 2007-7-3 09:47:10 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 13:33 编辑 <br /><br />不错!

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水上飘雪 发表于 2007-7-3 11:48:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 13:33 编辑 <br /><br />直接剪切试验的优点是仪器构造简单,操作方便。它的主要缺点是:(1)不能严格控制试验时试样的排水条件,前面所述的三种不同排水条件下的直剪试验,都是以试验速率来控制的,而这种控制是不十分严格的。同时,试验过程中也无法测定试样中孔隙水压力的变化情况;(2)剪切面是人为假定的,因此它不一定是试样最薄弱面;(3)剪切面上剪应力的分布不均匀,试样剪切破坏时先从边缘开始,在边缘发生应力集中现象;(4)在剪切过程中,试样剪切面逐渐减小,而在计算抗剪强度时,却是按原截面积计算的。

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 楼主| walkingbug 发表于 2007-7-3 16:53:05 | 显示全部楼层
虽然大家都知道直接快剪的最终结果参考价值很小,但是确实有时候很无奈,我一般根据土的颗分,含水量,液塑限,液塑性指数,容重等一些参数对土体参数分类后做一个估测。
    直接快剪的结果一般为什么c偏大,φ偏小,我个人有点想法,不晓得对不对:
    首先,在初时阶段,垂直压力较小,土体一般处于超固结状态,发生剪切破坏时,可能出现剪胀,同时因为剪切速度过快,可能产生负的空隙水压力,导致的结果就是在此状态下,试验测试的强度比实际大,所以最后得到的曲线应该是初时为曲线,后来为直线,而试验最后成果仅仅取趋近直线,这样导致的结果就是直线产生一个大的截矩,直线斜率变小。
    请大家看看有没有一定道理。

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有一定道理  详情 回复 发表于 2013-5-26 06:45

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 楼主| walkingbug 发表于 2007-7-5 20:32:03 | 显示全部楼层
没有人愿意来讨论这个问题落,郁闷落,专家们都去哪了呢?
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ljmtidilgw 发表于 2007-7-5 22:29:59 | 显示全部楼层

回复 #11 walkingbug 的帖子


很多专家没有看到,或认为您说的有道理。你的解释不错,可以是一个说法。我大概总结一下:
(1)提问的问题是”为什么快剪指标比慢剪“小?

我刚开始以为要和三轴比。直剪试验结果不要和三轴的相比,因为受力和试验方式都不一样,差别是很大的。按经验
快剪指标就是比慢剪指标要小一点,理解成c、φ都小一点,φ值看起来没有问题。要找到一样的样品,实际上不可能!

问题变成本工程快剪指标c值为什么比慢剪指标c偏大?

(2)试验指标差多少,见汇总

土定名:含砾粉质粘土

                                                                                  c(kPa)             φ
  含水量(%)   天然密度(kN/m^3)   孔隙比(e)   液性指数  快剪  慢剪      快剪   慢剪
____________________________________________________________________________________
最大  36.1      22.0                       1.1           0.9         42    33        18.5   22   
最小  14.0      16.0                       0.4          -0.2         22    14        10.0   18
平均  23.9      20.0                       0.7           0.4         30    25.5     14.3   19.6
组数  55         55                          55            52          23    23        11     11
_____________________________________________________________________________________

从这个汇总表可以看出,土样极不均一、含水量和天然密度变化大、土的性状有坚硬有可塑、孔隙比变化极大。

(3)结论

为什么快剪的c值比慢剪要大?

*** 土样极不均一,可能和取土位置深度有关,土中含砾石多少不清,对试验结果有一定影响;
*** 天然密度最大22,平均20kN/m^3,大的快达到岩石的密度级别了 感觉是第三系胶结很好的砾石土!
       第四系松散堆积物天然密度到1.8就很大了,这里还平均2.0,奇怪!!!
*** 楼主说的剪胀作用也很有道理,特别是有砾石时,快剪结果会偏高。而慢剪的剪胀作用就没有那么明显。
*** 样品的位置可比性、组数也是个问题、最大最小值本身反映不出差别[可能有的是快剪是小!]...
*** 试验人员的控制可能也有关系....

可能问题还没有解答,从理论上研究本问题很有价值,但从实践考虑,该工程快剪慢剪的c值相差很小,说没有多大差别更合理,另外,土的强度指标中贡献大的还是φ值,因此也没有问题。
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ljmtidilgw 发表于 2007-7-8 09:20:19 | 显示全部楼层
其实,我一直在考虑这个问题,觉得有的地方很奇怪,但并不对试验结果和想象的结果不一样而感到惊讶! - 即该大的小了,该小的大了!

上面说的太乱,理理头绪:

(1)本例土很不均一,可从物性指标看出。定名和样品有出入,土的平均天然密度竟然到了20?
(2)样品试验结果最大值、最小值、平均值不能真实反映情况。如果有一个快剪样品就是很密实的土,C值很大,那么也会给你造成假象的统计结果。毕竟这里试验组数并不是很多。
(3)和原位测试不一样。取样扰动问题多多:孔斜、残留、取土器深度控制、样品蜡封、长途运输和装卸搬运等。

这里有个帖子:如何掌握工作中的“粗”和“细”?[其中就有对现场取样有很多想法]
http://www.eswnman.com/dzcn/viewthread.php?tid=2846

(4)样品代表性问题
快剪是A样、慢剪是B样,经常是大概是一层土,很少有人在同一个样品中取两个样品来做对比!!!问题来了,在滨海地区,土层沿深度变化那么大,一个是粉质黏土、一个是局部砾质土怎么对比?水平方向也一样,两个样品来自两个相距100多米远的钻孔!

别说这么小的原状样。本人参加的一个大型工程,现场大型岩石试验[40多年经验的老总天天盯着、包括选位置!],做了两组,结果一个大,一个小,跟预想的差别很大!还是1米的原位岩石试件。后来,根据经验考虑提交了参数。

另外我参加的一个大型灌区勘察项目,挖坑,然后刻槽去原状土样20cmx20cmx20cm,蜡封、专车陪伴运送试验室,觉得要好很多,同时做快剪、慢剪做对比应该有一定规律,如果实验组数多点。

(5)为什么对试验结果不惊讶
快剪、慢剪目前C值有点反常,但不惊讶。没有到要推翻理论或我的预料的地步。因为,取样误差远远超过了试验误差!就想测量一样,你的仪器误差是±20mm,结果还研究怎么这里突然比那里高出10mm!
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eiganer 发表于 2007-7-10 00:35:54 | 显示全部楼层
刚看到这个帖子   
   我的理解是:快剪、固结快剪是总应力指标   慢剪可认为是有效应力指标   总应力指标是为了符合特定工况而测定的指标,如在边坡的快速挖方、外水位陡降下的土质边坡稳定性评价  此时在计算中往往不考虑有效应力原理   故采用总应力指标是一种近似工况的简化计算方法  
  采用三轴的固结排水指标(cd)+有效应力分析  在理论上是完善的
  同一试样的快剪切和慢剪在数值上似乎不具备可比性  是两种测试方法
  陋见  未必对

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boluo405 发表于 2007-8-4 12:18:49 | 显示全部楼层
这两天我在看抗剪强度方面的东西,既然用有效应力去计算工程的抗剪强度是最好的办法,那么用CU试验同时可以测得孔隙水压力,这样就可以得到有效应力参数,那么基本上不是都可以用有效应力方法么,取个土样做三轴就可以了,总应力法用的机会是不是少之又少了,疑问??谁可以帮我解释解释么
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ljmtidilgw 发表于 2007-8-4 18:17:56 | 显示全部楼层

回复 #15 boluo405 的帖子

觉得大部分土力学书对试验类型的选取原因没有很好交代,我选试验类型主要考虑工程的工况、工程规模、计算方法是其次的东西。另外,还有自己单位试验设备问题、经费、工期等考虑。

上面这个问题觉得是工况问题。边坡、基坑、土方工程开挖过程中的稳定计算,经常作不排水试验,按最坏情况考虑,不排水,当然排水,更安全,有利于稳定。

而构筑物中、长期稳定问题,需要更详细的了解土的长期固结和有工程排水措施后的工程特性,排水状态和实际工况更接近,试验周期长。我曾经叫试验过CD,按邓肯模型计算,试验结果要给8个参数,试验好几个星期。一般大的土坝才安排这样的实验。堤防根本用不到。常见的试验:

UU不固结不排水
CU固结排水
CD固结不排水
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ljmtidilgw 发表于 2007-8-15 19:31:14 | 显示全部楼层
支持一下选取试验的准则,考虑工况的情况。这个图是从水利水电工程地质手册里截图过来的
1.JPG
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王五哥 发表于 2007-8-19 01:48:42 | 显示全部楼层
支持,很好,受益匪浅
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fecilitytea 发表于 2007-11-21 11:06:42 | 显示全部楼层
我认为:快剪指标适用于砂性土,固结指标使用于粘性土。^_^。向大家学习。

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axiaozhixing 发表于 2007-12-30 17:03:31 | 显示全部楼层
学习了
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redflag2000 发表于 2008-1-24 00:13:53 | 显示全部楼层
三轴试验很麻烦的说。
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ambell 发表于 2008-3-10 17:19:40 | 显示全部楼层
学习学习
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xxjy 发表于 2008-3-11 21:49:49 | 显示全部楼层
凑凑热闹~
个人认为快速直剪受试验条件的限制,只能参考使用,而且不能过分迷信试验数据,除非能保证取样的严格和试验过程的严格(我认为即使是做科研的也保证不了100%的严格,更何况有利益驱动的生产方呢?),单纯从设计方面来讲,对于数据的采用应该参照经验数据和试验实际数据做一定取舍来使用,毕竟试验个体的数据差异性有时候很显著。

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sert 发表于 2008-6-23 22:52:59 | 显示全部楼层
thx
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mmdong0502 发表于 2008-7-18 17:03:07 | 显示全部楼层
我们单位是做海上的,在分析基础承载力分析得时候,一般都没有考虑粘性土的Φ角,只取抗剪强度。而对于粒状土,我们也只是参考试验结果,真正确定参数的时候,主要是根据 API RP 2A(1996)所推荐的值。不过我们做的都是三轴试验。

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mmdong0502 发表于 2008-7-18 17:06:51 | 显示全部楼层
谁说三轴试验很麻烦,UU试验还是很简单的,20分钟就可以做一个样了。就是CU和CD做的时候比较慢,而且要求也比较高些。

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york 发表于 2008-11-20 15:21:38 | 显示全部楼层
学习了
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wzhh 发表于 2009-5-3 12:50:10 | 显示全部楼层
好东西,受益非浅,学习学习 !!
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ljmtidilgw 发表于 2009-5-3 12:56:20 | 显示全部楼层
我们单位是做海上的,在分析基础承载力分析得时候,一般都没有考虑粘性土的Φ角,只取抗剪强度。而对于粒状土,我们也只是参考试验结果,真正确定参数的时候,主要是根据 API RP 2A(1996)所推荐的值。不过我们做的 ...
mmdong0502 发表于 2008-7-18 17:03

您的计算应该是总应力法计算,因为海上建筑物的地基,排水固结很难。

其它工程,如果要按有效应力法计算,三轴试验时观测下孔隙水压力就可以同时提出土的有效强度指标。
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牧马人 发表于 2009-5-4 01:19:01 | 显示全部楼层
对于正常固结的粘性土来说,无论是在法向应力还是在剪应力的作用下都会产生压缩,从三种直剪试验的抗剪强度包线来看,一般情况下,快剪的抗剪强度最小,慢剪的抗剪强度最大,而固结快剪的抗剪强度居于其间,原因就在于快剪的φ角最小,慢剪的φ角最大,固结快剪次之。这可能与试验方法本身有关,即由于剪切试样的固结条件和排水条件不同所致。

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linxiru 发表于 2009-10-15 13:21:43 | 显示全部楼层
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allor 发表于 2009-10-15 14:42:22 | 显示全部楼层
大家先看看三轴前切试验的分析结果。同一种试样,CD与CU的实验结果一般都是是:CU的c值较大,而φ较小,CD的 c值较小而φ较大。严格来说真正意义上的CD试验应该是C=0, 土的剪切强度终究是来源于摩擦性。其C值主要由土的超固结性或不饱和性引起。
当然把直剪和三轴结果相比较难以得出合理结果,但是慢剪和快剪的主要区别是否可以看做是排水情况问题,慢剪的排水情况要比快剪的好的多,这就像CD和CU试验之间的差异类似。
仅个人看法,不知能否粘点皮毛。

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ljmtidilgw  在2013-5-26 09:07  送朵鲜花  并说:我非常同意你的观点,送朵鲜花鼓励一下
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ljmtidilgw 发表于 2009-10-15 21:52:38 | 显示全部楼层
allor 总结的很好,CD与CU的实验设计和结果的使用,都是和工况挂钩的。

试验结果正如allor朋友说的“一般都是是:CU的c值较大,而φ较小,CD的 c值较小而φ较大。严格来说真正意义上的CD试验应该是C=0, 土的剪切强度终究是来源于摩擦性。其C值主要由土的超固结性或不饱和性引起。”。

计算边坡稳定模拟施工期或短期稳定性,一般采用不排水指标Cu,φ=0;而计算边坡永久、长期稳定性则采用排水指标或有效指标c'和φ',对非粘性土c'取0,粘性土c'=0~10kPa(淤泥软土~硬土)。

注意以后计算边坡稳定分析,要至少计算这两个工况啊!
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wonderenrol19 发表于 2010-3-18 02:19:14 | 显示全部楼层
有人认为粘性土没有摩擦角, 如果这样的话 我认为修正后的现场十字剪切试验得出的不排水剪力强度最有代表性!!

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taurusnj 发表于 2010-4-3 04:49:36 | 显示全部楼层
这个问题很复杂很复杂,只能具体问题具体分析了。楼主问的太大了
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 楼主| walkingbug 发表于 2010-5-14 17:31:13 | 显示全部楼层
呵呵,好久没来,今天回顾了下几年前的帖子,非常感谢各位专家给予的热情和专业的解答。
回想起刚工作那会的对岩土的懵懂理解(不过现在也不清楚,呵呵),工作几年后认识稍微有所提高,再回味下各位专家的解答,真是金玉良言啊,学习了。

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 楼主| walkingbug 发表于 2010-5-14 17:34:32 | 显示全部楼层
“计算边坡稳定模拟施工期或短期稳定性,一般采用不排水指标Cu,φ=0;而计算边坡永久、长期稳定性则采用排水指标或有效指标c'和φ',对非粘性土c'取0,粘性土c'=0~10kPa(淤泥软土~硬土)。“
这个非常赞同,但是实际设计中,根本没有一个可以用的参数,我们的地勘大部分都是直接快剪的指标,郁闷的要死。

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东南西北人  在2011-11-6 11:17  送朵鲜花  并说:我非常同意你的观点,送朵鲜花鼓励一下
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hofen 发表于 2010-8-12 16:43:04 | 显示全部楼层
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liboyi999 发表于 2011-11-6 10:50:21 | 显示全部楼层
学习了。。。
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victor_zeror2 发表于 2012-1-20 06:24:35 | 显示全部楼层
{:soso_e100:}
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chchyao 发表于 2013-5-26 03:52:08 | 显示全部楼层
高大钊的岩土工程勘察规范的讲座 在哪里呢?
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楚八怪怪 发表于 2013-5-26 06:45:32 | 显示全部楼层
walkingbug 发表于 2007-7-3 16:53
虽然大家都知道直接快剪的最终结果参考价值很小,但是确实有时候很无奈,我一般根据土的颗分,含水量,液塑 ...

有一定道理
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hshengjian 发表于 2013-11-21 14:35:01 | 显示全部楼层
学习学习
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楚八怪怪 发表于 2013-11-22 07:34:31 | 显示全部楼层
这些年,做项目追求的是快、省,质量被忽视,更谈不上潜心研究,所以虽然工程案例很多很多,但中间的试验参数有多少是认认真真出来的结果,大家心里都没底,所以土的参数“真值”是什么样,恐怕绝大多少人没这个概念。没有真值基准,何谈偏大偏小????

鲜花鸡蛋

ljmtidilgw  在2013-11-22 07:45  送朵鲜花  并说:送朵鲜花鼓励一下
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twycxg 发表于 2014-3-23 15:17:51 | 显示全部楼层
特别是花岗岩之类的残积土的直剪指标确实存在c值偏大,内摩擦角偏小的情况
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xyzxyz 发表于 2017-7-9 00:48:27 | 显示全部楼层
楼主福如东海,万寿无疆!  
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gcxgcxg 发表于 2017-7-11 11:25:55 | 显示全部楼层
本贴讨论的是:土体渗透性对抗剪强度的影响。
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zspkd 发表于 2017-7-11 11:47:05 | 显示全部楼层
walkingbug 发表于 2007-7-3 08:38
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 13:33 编辑
  SOSO.CC

断章取义啊!
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