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楼主: wei3248684

我在另一论坛的贴子无结果请大家指教 - 固结不排水剪

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wei3248684 发表于 2008-10-27 22:23:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
楼主:
据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)3.2.4条及条文说明,基坑计算中c、φ值取固结不排水剪,为什么这样取?基坑施工一般比较快,可看作是来不及排水,应取不固结不排水剪才对呀(
1:
天然土的自重固结已经完成,考虑施工速度比较快,所以用固结不排水剪,没有什么不对,自重固结完成,加剪应力时不排水。
2:
1、土样从钻孔中取出,不再受自重荷载,有一定的回弹量,但估计不大,所以土样应大致保持原来的固结程度。
2、一般剪切试验做100、200、300、400kpa四级压力剪切,如果土样以前所受自重应力为250kpa,那么100、200kpa这两级压力下土样应该是不会固结的,而300、400kpa两级压力下,土样会固结,且固结程度比自重压力下的还要大,似乎无论怎样都无法模拟土样在自重应力下固结后再不排水剪,除非是自重压力下预固结后,再增加或减少至100、200、300、400kpa各级压力下,然后不排水剪切。这时不应叫CU或固快,应该叫自重预固结后的UU或快剪
3:
考慮一下, e vs log P, 由取土樣到試驗完, 的關係, CU能, UU試驗是不行的

[ 本帖最后由 ljmtidilgw 于 2008-10-27 22:33 编辑 ]
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灯火渔夫 发表于 2008-10-28 11:40:22 | 显示全部楼层
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lwm74x 发表于 2008-10-28 15:06:16 | 显示全部楼层
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cjd502 发表于 2008-10-28 20:06:00 | 显示全部楼层
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ljmtidilgw 发表于 2008-10-28 21:03:06 | 显示全部楼层
论坛里有很多这方面的讨论,一时找不到了。说几点:

(1)试验类型的选择
剪切试验是固结排水、不固结不排水、固结排水,完全取决于您的工况。是开挖期临时稳定、还是运行期的长期稳定问题、有没有地下水影响、场地土体排水情况如何?

有时可能做和工况不一样的试验,但偏于安全考虑,如排水--》不排水、固结--》不固结等,其次,考虑试验室能力、经费、时间、和样品的代表性和扰动情况(不太敢相信单纯试验资料!)。

(2)固结时间问题
“天然土的自重固结已经完成”,这个什么意思?是场地土已经是超固结,别忘了,很多软土地基,几十年、上百年在自重压力下还是欠固结。沿海地区的淤泥层就是典型的例子。

(3)试验加载问题
个人认为剪切试验加载的大小,主要是考虑工程需要,主要是上部可能最大荷载,是对工程实际的力学场的模拟。没有考虑太多土的固结问题,尽管大试验压力,可能固结更快。问题是,剪切试验土都剪切了-扰动了-破坏了,还研究固结问题? 研究土的固结问题,有专门的固结试验,固结速度涉及加载大小、加载速度、排水状况等。

因此,建议具体问题具体分析,理清头绪,抓主流。
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 楼主| wei3248684 发表于 2008-10-29 01:02:05 | 显示全部楼层
我想问的是:建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)3.2.4条及条文说明,基坑计算中c、φ值取固结不排水剪,为什么这样取?为什么不取不固结不排水剪
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chenhys 发表于 2008-10-29 11:23:33 | 显示全部楼层

个人觉得

应该具体情况具体分析。
在土质排水速度较快,如砂性地基等,应该取固结不排水剪。
如果是淤泥地基,又没有采取加快排水的处理,应该取不固结不排水剪。毕竟,施工一座大楼的时间不至于超过2年。

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ljmtidilgw 发表于 2008-10-29 15:27:44 | 显示全部楼层
看来,还是我没有说明白。

固结不排水剪中的“固结”是指土样加围压后,样品是否排水,排水(=加围压过程开排水阀)就是有一定的固结效应(和固结试验、天然固结作用的固结不能类比!目的和数量级都不一样),不排水则难以产生固结效应。

固结不排水剪中的“不排水”(=加载过程不开排水阀),这个好理解,不用多说。排水和不排水是反映和模拟土可能处的环境和工程活动的情况 - 即所谓工况。

短期、施工开挖过程的一般用不排水的试验,而长期的稳定问题,一般做排水状态下的剪力试验。

这里有个相关的英文资料,图文并貌,还不清楚,我要着急!!!

土的抗剪强度 shear Strength of soil
http://www.eswnman.net/thread-41894-1-1.html


1.JPG

[ 本帖最后由 ljmtidilgw 于 2008-10-29 16:26 编辑 ]
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 楼主| wei3248684 发表于 2008-10-29 23:20:37 | 显示全部楼层
版主我的英文不好,看不懂,看来还要麻烦你急一下。
对于基坑抗剪强度指标不但基坑规范里有规定,在《高层建筑岩土工程勘察规范》(JGJ72-2004)里也有相应规定,在高规第6.0.5条指出“计算土压力可采用固结不排水试验CU”在6.0.5条文说明里指出采用直剪固快试验也是可以的。
对于直剪固快试验,我查了一下《土工试验方法标准》(GBT50123-1999)里P122页“固结快剪试验”的有关条文,在18.2.3条第1款“试样制备、安装和固结,应按本标准第18.1.3条1~5款步骤进行,而18.1.3条第5款是这样说的“施加垂直压力后,每1h测读垂直变形一次,直至试样固结变形稳定。变形稳定标准为每小时不大于0.005mm”。
同样在该标准的P83页“标准固结试验”的14.1.5条第6款“……不需测定沉降速率时,则施加每级压力后24h测定试样高度变化为稳定标准,只需测定压缩系数的试样,施加每级压力后,每小时变形达0.01mm时,测定试样高度变化作为稳定标准……”。
从《土工试验方法标准》关于“固结快剪试验”、 “标准固结试验”的有关规定中可看出,固结快剪试验中稳定标准是每小时小于0.005mm,标准固结试验中稳定标准是24h或变形达0.01mm,固结快剪试验的稳定标准几乎与标准固结试验一样,并不是“有一定的固结效应,和固结试验目的数量级别不一样”,或者“加围压过程中打开排水阀,让试样略固结一下”。
另外基坑规范和高层规范规定要做CU或直剪固快好象主要是针对软土而言,如果是硬塑~坚硬状的土,还要这样做吗?
再有固结快剪的cφ大于快剪的cφ,这样采有固快指标计算土压力时得的主动土压力小于采用快剪指标计算的主动土压力,对于基坑支护来说是偏于不安全的,为什么不采用快剪指标进行计算?

[ 本帖最后由 wei3248684 于 2008-10-30 00:03 编辑 ]
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ljmtidilgw 发表于 2008-10-30 06:16:17 | 显示全部楼层
(1)没有专门研究过固结不排水剪中的“固结”过程是否就是固结试验里的翻版。相信楼主的可能是对的,我的可能不准确,以后我再仔细研究下。

(2)#8楼里已经对固结不排水剪中的“固结”讲的很清楚了。加围压时排水就是固结过程。工程中,开挖基坑,排水也是实际其工况。因此,规范规定的固结不排水剪是这个道理。

(3)“CU或直剪固快好象主要是针对软土而言,如果是硬塑~坚硬状的土,还要这样做吗?”

土都硬塑~坚硬了,一般已经是超固结了,就不再做固结。固结试验也是选地基里可能的压缩层,如软塑状的土、淤泥等。没有人选坚硬的土去作固结,但不排除有人做,没有太大意义。

(4)“再有固结快剪的cφ大于快剪的cφ,这样采有固快指标计算土压力时得的主动土压力小于采用快剪指标计算的主动土压力,对于基坑支护来说是偏于不安全的,为什么不采用快剪指标进行计算?”

应该讲“理论上”,固结快剪的cφ大于快剪的cφ,因为有时差别可能很小、样品一致性、样品的均匀性、试验控制等问题。出现反常结果的情况也很多!“固结快剪指标计算土压力时得的主动土压力小于采用快剪指标计算的主动土压力”,理论上讲:是的。因为固结比不固结有个土的压缩过程。所以,有的老总和工程师,可能选快剪指标,试验简单又保守!当然,不能说固结快剪就冒进,只是更接近于实际或更接近于对工况的模拟。

[ 本帖最后由 ljmtidilgw 于 2008-10-30 07:32 编辑 ]
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 楼主| wei3248684 发表于 2008-10-30 09:57:55 | 显示全部楼层

回复 10# ljmtidilgw 的帖子

“加围压时排水就是固结过程。工程中,开挖基坑,排水也是实际其工况。因此,规范规定的固结不排水剪是这个道理。”
版主的意思是基坑开挖就是排水过程,所以试验时要固结,如果基坑侧壁土层是砂类土,开挖时排水是明显,如果是粘性土排水就不明显,最多表面被太阳晒干点而已,其强度并不增加很多,如果为此而将粘性土固结到0.005mm的程度再剪,似乎有些说不过吧

“土都硬塑~坚硬了,一般已经是超固结了,就不再做固结。固结试验也是选地基里可能的压缩层,如软塑状的土、淤泥等。没有人选坚硬的土去作固结,但不排除有人做,没有太大意义。”
有时会出现这样的情况:基坑侧壁土层有软土也有硬塑粘土,如果只做软土的固快,而硬塑粘土做快剪,会不会造成指标不匹配的情况(一个是固快一个是快剪)。

“天然土的自重固结已经完成,考虑施工速度比较快,所以用固结不排水剪,没有什么不对,自重固结完成,加剪应力时不排水”
这句话是同济的高大钊教授在另一论坛里针对我的这个问题的回复,请版主帮我分析一下他的意思
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55353491 发表于 2008-10-30 13:15:31 | 显示全部楼层
凑凑热闹
“天然土的自重固结已经完成,考虑施工速度比较快,所以用固结不排水剪,没有什么不对,自重固结完成,加剪应力时不排水”
楼主看看固结不排水试验的过程
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ljmtidilgw 发表于 2008-10-30 15:08:52 | 显示全部楼层
=======================================================================
“天然土的自重固结已经完成,考虑施工速度比较快,所以用固结不排水剪,没有什么不对,自重固结完成,加剪应力时不排水”
这句话是同济的高大钊教授在另一论坛里针对我的这个问题的回复,请版主帮我分析一下他的意思
=======================================================================
大师说的不对!!!
哈哈哈,挑战大师!

这里有几个方面需要考虑:
(1)“天然土的自重固结已经完成”,这句话意义不大。并没有说“土的固结已经完成”,自重我理解成盖层压力(overburden pressure),到底有多大?是软土在1米深度的自重压力,还是10米深度的自重压力?一个是20kPa,一个是200kPa天壤之别!!!

(2)渗透性和排水条件。没有办法排水,压力再大,而很难固结,更谈不上完成。一般软土是极弱透水性,如果其上是比较厚的粘性土,很难在自重下固结。这就是我们为什么经常在沿海地区遇到软土层、淤泥层,有的可不是一年、两年前沉积的啊,自重并没有使其完成固结,而达到超固结。有百分之几,也不知道,应该是很小很小!

(3)附加应力。工程荷载是固结过程向前推进的关键。搞道路时经常采用预压堆载,大概是这样的情况,3米以内的塑性状态的土(那土可能是几十年、上百年的沉积,在自重下没有达到工程需要的固结度!因此,是塑性或软塑状态),经过预压堆载,加堆载压力按2米土(=40kPa)考虑,双面排水,3个月左右可能达到95%的固结度,剩余的5%在40kPa压力下可能还需要十年到20年时间。剪力试验的加载大小和固结压力应该考虑了工程的附加应力,这个也是试验的基本要求 - 尽可能模拟场地实际应力场,尽管很难完美。

[ 本帖最后由 ljmtidilgw 于 2008-10-30 16:24 编辑 ]
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 楼主| wei3248684 发表于 2008-10-30 17:48:18 | 显示全部楼层
还请版主帮解答一下我在11楼的前两个疑问,谢了
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ljmtidilgw 发表于 2008-10-30 19:30:59 | 显示全部楼层
11#楼还有这两个,问题太多了,都混杂了:)

问题一:
——————————————————————————————————————————
“加围压时排水就是固结过程。工程中,开挖基坑,排水也是实际其工况。因此,规范规定的固结不排水剪是这个道理。”

版主的意思是基坑开挖就是排水过程,所以试验时要固结,如果基坑侧壁土层是砂类土,开挖时排水是明显,如果是粘性土排水就不明显,最多表面被太阳晒干点而已,其强度并不增加很多,如果为此而将粘性土固结到0.005mm的程度再剪,似乎有些说不过吧
——————————————————————————————————————————
答:基坑开挖都成临空面了,渗透边界的渗透系数是无穷大了,还考虑土的类别? 做固结试验,有双面透水和单面透水之说,固结试验做的就是渗透性小的软粘土、淤泥类,如果您根本都连透水石都没有,临近介质是空气,还不排水?

固结到0.005mm,不知道固结度是多少?我不太了解这个单位。我上面也说了固结剪切目的是得到土在一定工程荷载下的力学强度,加压是考虑实际工作荷载。和科研试验不一样。因此,固结可以不达到,也不可能达到一个预定的固结度,比如98%,但它是该工作荷载下的某时间阶段的固结度。

问题二:
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
“土都硬塑~坚硬了,一般已经是超固结了,就不再做固结。固结试验也是选地基里可能的压缩层,如软塑状的土、淤泥等。没有人选坚硬的土去作固结,但不排除有人做,没有太大意义。”
有时会出现这样的情况:基坑侧壁土层有软土也有硬塑粘土,如果只做软土的固快,而硬塑粘土做快剪,会不会造成指标不匹配的情况(一个是固快一个是快剪)。
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

答:选试验类别是一个综合的过程,除了考虑工况,还要考虑室试验能力(很多不能做CD)、工期(很多勘察狠不得1天出试验成果!排水、固结很费时间!)、经验问题(老总有经验,随便做什么试验,尽在掌握中!老总迷糊,做什么都不够!)。

至于固结,一般是指软土类,塑性、软塑、流塑类,有实际工程价值,硬塑土本身可能达到您的承载力要求或变形要求(模量高!),还试验它有什么价值?就象搞岩石,把I、II类岩石做很多试验,有什么意义?本来就不用支护和处理?不如多在可能出现问题的IV、V类岩石做试验和勘察,再多也不够。硬层中的软弱层永远是关注焦点,是主要的压缩变形层,是主要矛盾。

指标不统一的问题不是问题。首先,地质不是精密科学,分层也有标准,有一定厚度才单独分来,不会细到5cm一个软层,再一个硬层,沉积学也很少有这个情况。即使有,偏安全考虑,我会把它归到软层,不就可以了吗?

试验统一问题,建议做同一类试验,不要“软土的固快,而硬塑粘土做快剪”,都做固快或快剪,不就可以了?比如2米软土,2米硬土,再2米软土,各一个样品,尽管试验相同的压力,软土可能最终固结度比较小,而硬土本身初始固结度就很大,最终固结度也可能更大些(不关心这个!是多少就多少!)关键是看剪切强度。

[ 本帖最后由 ljmtidilgw 于 2008-10-30 19:49 编辑 ]
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zyfeng 发表于 2008-10-30 20:46:47 | 显示全部楼层
呵呵我也凑凑热闹!
是不是现在的土层很多都可以看做是固结已经完成啊!!见笑
基坑施工进度看是什么基坑,深基坑还是浅基坑,若是大型深基坑光是施工可能就要半年,加上其它未知因素,甚至1年以上,又要进行基础施工,并且地下室主体结构施工若有三层的话,从施工单位进场到出地下室也要3个月左右。总计基坑施工完毕后到结构出地下室将近一年,那么基坑
未回填的时间就要在1.5年左右,甚至更长
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 楼主| wei3248684 发表于 2008-10-30 23:01:33 | 显示全部楼层
感谢版主的回复
脑袋一直被饱和粘土固结需要很长时间这个概念占据了,转不过弯了,鱼塘里的淤泥几十年都难排水固结,挖一铲出来放在塘边,几天就干了固结了,翻了一下书,看了一下太沙基一维固结理论,估计理论上的解释应该是缩短了孔隙水的渗流路径。

“我上面也说了固结剪切目的是得到土在一定工程荷载下的力学强度,加压是考虑实际工作荷载。和科研试验不一样。因此,固结可以不达到,也不可能达到一个预定的固结度,比如98%,但它是该工作荷载下的某时间阶段的固结度”

实际工作中如果不特别指明,一般剪切试验都是做100、200、300、400kpa四级压力下剪切,如基坑有8m高,那么试验时如何“考虑实际工作荷载”,即实际工作荷载大概多大”

[ 本帖最后由 wei3248684 于 2008-10-31 20:33 编辑 ]
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ljmtidilgw 发表于 2008-11-1 07:46:07 | 显示全部楼层
一般浅基础,粘性地基土极限承载力最大也很难达到400kPa,即使坚硬的粘土、粉质粘土。只要试验大概在“实际最大荷载”之内就是有效的试验。

最小为什么是100kPa,而不是50kPa或更小?具体多大,需要要根据工程和土工试验人员讨论和磋商。另外,样品深度垂直土压力也应该考虑。2米取样,就有近40kPa的自重压力。很小的承载力,大多不适合于做持力层,一般都要处理的。

显然,地基土最大按200kPa加压,设计都是220kPa,那么试验可能就不是很有效(有审查专家可能会较劲),即使可以适当外延。

以上是个人的想法,不一定对。

[ 本帖最后由 ljmtidilgw 于 2008-11-1 08:04 编辑 ]
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13869890475 发表于 2008-11-1 11:44:07 | 显示全部楼层
不知道
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 楼主| wei3248684 发表于 2008-11-4 22:31:02 | 显示全部楼层
      虽然直剪试验存在一些明显缺点,受力条件比较复杂,排水条件不能控制等,但出于仪器和操作比较简单,又有大量实践经验,因此比较广泛采用直剪仪作快剪及固结快剪试验取得土的抗剪强度指标。一般推荐固结快剪指标,因为固结快剪是在垂直压力下固结后再进行剪切,使试验成果反映正常固结土的天然强度,充分固结的条件也使试样受拢动以及土样中夹薄砂层的影响都减到最低限度,从而使试验指标比较稳定。
      

        上述文字摘至《深基坑工程》高大钊主编,1999年。
第2.4.1.2节,土体抗剪强度指标的确定(P31页),上述文字对基坑计算中为什么采用固快指标作了说明。


        另外我前面也提到,高教授关于本问题在另一论坛给我的答复是:(天然土的自重固结已经完成,考虑施工速度比较快,所以用固结不排水剪,没有什么不对,自重固结完成,加剪应力时不排水)。
对比他的答复和他主编的书,应该说大致意思是一样的。

         本人是半路出家对于“使试验成果反映正常固结土的天然强度”, 这句话不是很理解,前面我也说过,《土工试验方法标准》(GBT50123-1999)里对土样进行剪切前的固结是,施加垂直压力后,每1h测读垂直变形一次,直至试样固结变形稳定。变形稳定标准为每小时不大于0.005mm。固结到0.005mm就能反映土的天然强度?土样取出后,虽然有应力释放和回弹变形,但对于可~硬塑的土样来说应该回弹不大,就算是为了模拟土样原始受力状态,那也应该是给土样加上它原来所受到的自重应力,并在该自重应力下固结到原来的密实程度,但这样一来似乎就象我前面所说的,应该叫作自重预固结后再快剪,并不是统一固结到0.005mm的固结快剪。

       另外高老的书中所举例子多数是上海的,基坑侧壁土多数是软土,是不是软土就应该取固快,而硬土就不用取固快,但就算是软土,我也觉得应该是自重预固结后再快剪。

     再有一个问题,自重预固结后如何加垂直压力,一般剪切试验一组做四个垂直压力(50,100,200,300kpa)下的剪切,如果自重预固结的压力是200kpa,那么岂不是预固结后再把垂直压力减至50kpa后再剪?


[ 本帖最后由 wei3248684 于 2008-11-4 22:33 编辑 ]

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z2004 发表于 2008-11-6 08:54:55 | 显示全部楼层
谈一点浅见:
各位老大分析的都很透彻。实际上指标的选用应该考虑以下因素:(1)试验过程中的应力路径和排水条件能否模拟现场的加载情况?;(2)试验指标是否便于获得或积累了相当的经验?。
为模拟现场的应力路径和排水条件,一般分UU、CU、CD试验。实际上CU试验用于计算土压力时,并没有真正模拟现场的应力路径。CU实验中,剪切过程中是围压不变,轴向应力增大到破坏;而支护结构中则是竖向压力(自重应力)不变,而水平向应力变化。规程中之所以考虑采用CU试验指标,个人认为很大程度上是经验。
规程中还有一点值得注意。就是在水土分算时,算土压力时应用的是CU总应力指标!道理上讲,按照有效应力原理,应该采用有效应力指标。规程中是用CU总应力指标代替了有效应力指标。这很大程度上应该也是经验吧。

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Jimmy + 6 + 30 精辟至极

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ljmtidilgw 发表于 2008-11-15 21:03:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 ljmtidilgw 于 2013-6-10 17:38 编辑

压缩试验的压力分级,最小压力考虑自重压力、最大压力考虑最大附加应力。在牧马人专家的这个帖子里有明确交代。规范里或教科书里经常“犹抱琵琶半遮面”

地基设计中的沉降计算
http://www.eswnman.net/thread-44070-1-1.html

[ 本帖最后由 ljmtidilgw 于 2008-11-15 21:22 编辑 ]
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ljmtidilgw 发表于 2008-11-15 21:20:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 ljmtidilgw 于 2013-6-10 17:39 编辑
原帖由 wei3248684 于 2008-11-4 22:31 发表
      虽然直剪试验存在一些明显缺点,受力条件比较复杂,排水条件不能控制等,但出于仪器和操作比较简单,又有大量实践经验,因此比较广泛采用直剪仪作快剪及固结快剪试验取得土的抗剪强度指标。一般推荐固结快剪指 ...

这个是这样理解的:首先,10米深的土样的自重应力都接近200kPa,那么会不会土层的承载力都大于自重应力?不是的,要看场地土的分布情况,因为没有很好的排水条件,几年、几十年软土都难以在自重下固结。这个最好的例子是在沿海地区,如上海、天津等地,几十米以下的淤泥,软塑-流塑状态,承载力很小(<30kPa?),远远小于自重压力。几十年,甚至几百年过去了,固结还没有完成,关键是没有办法排水。

那么试验为什么还要比较小的压力,而不是直接起步于自重压力?如10米的土样取最小压力200kPa?

我的理解是10米深的原状土在200kPa自重压力下没有办法固结,原因是软层上下都不排水!!!!您现在模拟的是有排水的,可能是双面排水,因此,压力可以从小的压力开始,就可以产生固结。注意这里条件改变了。
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 楼主| wei3248684 发表于 2008-11-17 22:22:10 | 显示全部楼层
超版,我点击你在22楼的链接,提示未定义操作,是什么原因?
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ljmtidilgw 发表于 2009-4-29 00:32:15 | 显示全部楼层
本帖最后由 ljmtidilgw 于 2009-4-29 00:33 编辑

今天看了WALLAP挡土墙软件,里面对岩土参数定义很清晰。有几个点大家理解下很有借鉴。

(1)非粘性土采用排水指标,既有效强度指标。计算常采用所谓有效应力法。
(2)粘性土采用不排水指标,计算常采用所谓总应力法。
这里要注意:软粘土不排水比排水、硬粘土排水比不排水指标相对比较小,应该计算下这个情况。
(3)短期~中期和临时工程,一般考虑不排水指标(注意:上面说了硬粘土有个例外!);中期~永久工程采用排水指标比较合理。这个主要是考虑工况。

这样大家就容易理解具体工程做什么试验更合理 - 看您要模拟什么工况和土的性状了!
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牧马人 发表于 2009-5-1 02:21:38 | 显示全部楼层
我也谈谈个人意见:
我们先来看看几种剪切试验的适用情况。不固结不排水快剪适用于场地土体较厚,渗透性较小,施工速度快,在土体还来不及固结就被迅速加载剪切破坏的情况;固结不排水快、慢剪都是在先施加法向应力,使土样达到完全固结以后,再施加水平荷载进行剪切。固结不排水快剪适用于土体在自重和正常荷载作用下已经完全固结,然后突然受荷的情况;固结不排水慢剪则是模拟土体在已经充分固结后才逐步缓慢受荷的条件。这不符合一般工程的施工进度,但这种实验可以用来进行有效应力分析。从此不难看出,只有固结不排水快剪比较接近基坑边坡的施工条件,所以为规范所采用。
对于非粘性土来说,由于其渗透性强,即使是采用快剪,也会产生排水固结。
至于饱和软粘土,由于其渗透系数很小,一般内摩擦角近于零,则其抗剪强度等于粘聚力,所以其不排水抗剪强度与法向应力的作用无关。

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ctrl 发表于 2009-6-22 11:01:21 | 显示全部楼层
这个问题是土力学学习者的一个经典问题-抗剪强度参数的选取。
而这个问题也曝露出我国规范上存在的一些问题与难处。

要很好的选取适合的抗剪强度参数需先了解抗剪强度参数c、phi的意义。
简单来说土的抗剪强度c和phi是columb抗剪强度公式而得,但这两者在
物理上并非是相互独立的参数,且与应力路径密切相关。换句话说,
就是c中有phi,而phi中有c。这也使得我们在做相同土的各种试验会得到不同的强度参数。

那么回过头看这个问题,楼主的观念是正确的,对粘性土的基坑工程(快速施工),其强度参数
应该取决不固结不排水指标cu。不排水这个部分比较好理解,但为什么要用不固结呢?
这里要引入一个土力学的假设,即基坑施工中,基坑周围的土的孔隙比e是不变的。
对相同的粘性土来说,e与抗剪强度关系一一对应,e越大,抗剪强度越低。而固结则表示
土样的e会变小,这与之前的合理假设不符,也因此不应该采用固结的强度参数。

这种设计理念即为国外经典的phi=0的设计理念(亦即有c就没有phi,有phi就没有c)。
但需注意的是cu是随着有效上覆压力的不同而改变,相同的土若上覆土的深度越深,cu
越大。实用中需先对地基土加以分层,并取各分层土的cu值来进行设计。

那么规范为什么会这样规定呢?这可能与国民经济有关,如果设计上同时
考虑c和phi的作用,那么支护结构的设计、施工费用会大幅减少,在一般
的情况下,基坑开挖后会变成非饱和土,非饱和土的抗剪强度往往较高,
提供了一定的安全储备,若采用phi=0理念来设计,有时会过于保守。
换言之,对我国北方大部分地区,除非施工期间遭遇大暴雨、管线漏水或
抽水泵停电等使土体含水量增加的情况外,采用固结不排水强度参数是安全的。

但随着我国国民经济的发展以及注意工程施作的安全,特别是杭州某地铁的事故
的发生,phi=0的设计理念应该会慢慢的在规范上体现。

点评

同意你的观点!固结还是不固结并不是说天然土体是否已经固结,而是要看在剪切过程中是否固结。在剪切过程中是否固结,就看体积有没有改变(压缩)。基坑施工速度很快的话,地基土根本来不及体积变化,因此谈不上固结  详情 回复 发表于 2013-6-11 15:38

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ljmtidilgw 发表于 2009-6-24 19:33:56 | 显示全部楼层
ctrl 很厉害啊,总结那么详细,同意!

进行数值计算,例如用SLOPE/W、PLAXIS等,模拟粘土施工期/短期稳定,一般用不排水指标,即cu=70kPa(φ=0);同样的土,如果计算永久/长期稳定性,一般用排水剪切指标,c'=5kPa、φ'=30。注意:粘性土排水指标或有效指标中c一般并不为0。

而非粘性土,如砂、砾石等,短期和长期的情况(任何情况下),都采用排水强度,因为渗透性大,排水很快完成,因此,都采用有效指标,如c'=0、φ'=32等。
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walkingbug 发表于 2009-8-31 20:04:11 | 显示全部楼层
ctrl  真是个专家,佩服佩服。
正好有个疑问,希望专家能够解答。
文中提到“亦即有c就没有phi,有phi就没c”,不知道是否有依据?
我个人理解是,在原状地基土中,特别是粘性土或粉土,一般采用Cu,phi=0,但是在填方中,是C=0,phi≠0.我个人认为并不是说让phi=0就是保守,因为国外采用的Cu是不排水抗剪强度,理论上就应该phi=0,而非粘性土采用的有效应力指标,理论上就应该C=0,phi≠0。
仅仅为个人理解,可能不对。望版主和专家指正。
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abuhan 发表于 2013-6-10 14:01:39 | 显示全部楼层
受教!
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ljmtidilgw 发表于 2013-6-10 17:37:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 ljmtidilgw 于 2013-6-10 17:40 编辑
walkingbug 发表于 2009-8-31 20:04
ctrl  真是个专家,佩服佩服。
正好有个疑问,希望专家能够解答。
文中提到“亦即有c就没有phi,有phi就 ...

对于砂土或非粘性土不管排水与不排水(实际排水,因渗透性大,不得不排水),或者说砂土都是排水的,因此只有phi,没有c!

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zlz1999 发表于 2013-6-10 22:23:57 | 显示全部楼层
太专业了,来学习的
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94意大利 发表于 2013-6-11 15:38:54 | 显示全部楼层
ctrl 发表于 2009-6-22 11:01
这个问题是土力学学习者的一个经典问题-抗剪强度参数的选取。
而这个问题也曝露出我国规范上存在的一些问 ...

同意你的观点!固结还是不固结并不是说天然土体是否已经固结,而是要看在剪切过程中是否固结。在剪切过程中是否固结,就看体积有没有改变(压缩)。基坑施工速度很快的话,地基土根本来不及体积变化,因此谈不上固结,从理论上说,应该采用不固结不排水剪切试验。
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94意大利 发表于 2013-6-11 17:24:47 | 显示全部楼层
也就是说,如果验算基坑开挖瞬间的稳定性要用不固结不排水强度指标。然而,基坑的稳定性验算最危险的时候并不是基坑开挖的瞬间而是其后的一段时间,因此要用固结不排水剪强度指标。很多书籍在描述为什么要用固结不排水剪强度指标的说法都是错误的。多看看国外的书,不要过多依赖中国书籍和规范。
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94意大利 发表于 2013-6-11 17:26:58 | 显示全部楼层
另外,砂土不存在固结,如果存在也是高等土力学的研究范畴。砂土只有有效强度指标这一种。

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ljmtidilgw  在2013-6-13 06:43  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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sdf916 发表于 2013-6-13 06:03:39 | 显示全部楼层
讨论后清楚了
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njzhaoxm 发表于 2013-6-13 08:37:46 | 显示全部楼层
学习了
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chengwz 发表于 2013-6-13 08:47:38 | 显示全部楼层
看看新规范及土力学教材!!!
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东南西北人 发表于 2013-8-17 02:25:09 | 显示全部楼层
这个贴不错!!!!!  
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Fle_Flo 发表于 2013-8-17 10:01:45 | 显示全部楼层
虽是老帖、老问题,但这种常常被翻出来冒冒泡的老问题,说明仍是一个很多人搞不清的现实问题。
这个问题建议读读已故卢肇钧院士的文章:
《关于软土地基的抗剪强度指标和稳定分析》(1959年)
(出自《卢肇钧院士科技论文选集》,论坛里有:http://www.eswnman.net/forum.php?mod=viewthread&tid=14568

卢老1959年就把这个问题涉及的基本原理讲透了,可现在为什么仍有很多人在计算中面对几种指标无从下手呢?这是个值得思考的问题。

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Kristin 发表于 2016-9-5 13:29:28 | 显示全部楼层
慢慢来,呵呵  
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hongqloi300656 发表于 2016-9-6 08:22:47 | 显示全部楼层
thanks
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