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毛细水影响的土的有效应力?

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cdddd 发表于 2014-10-1 11:15:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
毛细水影响的土的有效应力?
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东南西北人 发表于 2014-10-1 22:34:02 | 显示全部楼层
一般工程计算不考虑毛细水的影响,您这个属于课外作业

科研、试验可以搞,玩玩!
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东南西北人 发表于 2014-10-1 22:38:21 | 显示全部楼层
可以看看这个帖子:

饱和--非饱和有机质粉土抗剪强度的对比 [作者:ytsun2006]
http://www.eswnman.net/thread-674-1-1.html
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东南西北人 发表于 2014-10-1 22:39:57 | 显示全部楼层
请教:关于有效应力的适用性
http://www.eswnman.net/thread-980-1-1.html
(出处: 东南西北人)
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www2002 发表于 2014-10-2 01:26:47 | 显示全部楼层
很好!学习学习!!
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结构小鑫 发表于 2014-10-2 09:14:03 | 显示全部楼层
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topzhf 发表于 2014-10-2 10:16:04 | 显示全部楼层
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z2004 发表于 2014-10-2 10:38:48 | 显示全部楼层
毛细上升区内,由于孔压为负,所有有效应力大于自重应力。
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feihuaxue200814 发表于 2014-10-3 10:28:47 | 显示全部楼层
工程上不考虑这些东东
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hll2118 发表于 2014-10-4 21:21:11 | 显示全部楼层
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zspkd 发表于 2014-10-9 13:12:10 | 显示全部楼层
注册岩土考试如果考到该知识点,是不是很多人都得躺下!
我第一个!
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 楼主| cdddd 发表于 2015-10-12 10:25:59 | 显示全部楼层
http://www.yantuchina.com/people/detail/836/25642.html#info
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 楼主| cdddd 发表于 2015-10-12 10:27:47 | 显示全部楼层
这些图片认真看一下啊,对你水平提高很有帮助
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 楼主| cdddd 发表于 2015-10-12 10:29:14 | 显示全部楼层
花一点精力,看看大师们在干嘛,你水平会提高很快
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tulaomao7761 发表于 2015-10-12 12:01:40 | 显示全部楼层
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 楼主| cdddd 发表于 2016-3-5 09:39:02 | 显示全部楼层
有几点提出来供大家讨论:


1.    土体的有效应力原理明确表明了土的强度由有效应力控制;土的不排水强度本质上也由有效应力决定的;


2.    为了便于理解,我们选取土体中一个单元块来解释。按照题主所叙述的工况,水位在下降,题主说的对,周围对土体单元块的总应力下降(水压下降),但是,这时候要注意,土体单元的孔隙水压(pore-water pressure)也变化了,甚至会有负孔隙水压产生(因为土体单元“想”保持平衡(equilibrium)),最后的结果应用有效应力原理(有效应力=总应力-孔压)解释就是:总应力降低,孔压降低(甚至有负孔压产生,取决于水位骤降多少,注意,土体的水压现在不再是静水压分布),最后的结果是有效应力不变,既然有效应力不变,土单元的强度就不变。


3.    有一个非常重要的概念值得澄清:即使是粘土,它的有效粘聚力也是几乎没有的(除了cemented soil,也许翻译做“胶结土“)。我们发现粘土似乎有”粘聚力“是因为有负孔压存在(粘土的颗粒很小,它的air-entry value (进气值) 很大,当我们减小了它的周围应力时,负孔压会产生(或者说吸力,但是这个粘土仍然是饱和土),这样有效应力还是很大,应用有效应力原理可以发现土体的强度还是在那里的,这样土体就不会坍塌,好像“粘”起来了一样)。题主其实也说到了” 实验做出来的粘土有效粘聚力通常很小“。一个简单的例子就是:我们把一块粘土放在水里面去,一会儿我们可以看到,它坍塌了,就是因为负孔隙水压不存在了(因为浸到水里了,然而水压是连续的,土中的水压等于周围的水压),有效应力几乎消失了。可以说,所有的土体除了cemented soil, 有效粘聚力(true cohesion)都等于零。饱和粘土表现出来的粘聚力英文叫做“apparent cohesion”. Apparent cohesion= (pore air pressure – pore water pressure)*tan (effective friction angle). Pore air pressure 通常假设就是零。我们可以发现,如果孔隙水压是负值,apparent cohesion会是正值,就好象粘土有粘聚力一样。相反,饱和沙土是几乎没有这种apparent cohesion的,因为它的颗粒较大(进气值较小),很难有很大的负孔压。一旦负孔压变大,它就变成非饱和土了,有效应力原理不再适用。
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chaiqin 发表于 2016-3-6 12:39:33 | 显示全部楼层
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东南西北人 发表于 2016-3-6 19:16:03 | 显示全部楼层

问1.    土体的有效应力原理明确表明了土的强度由有效应力控制;土的不排水强度本质上也由有效应力决定的;

答:土的不排水抗剪强度怎么会是有效应力决定的?Cu不排水抗剪强度是不排水状态下土的力学参数。
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东南西北人 发表于 2016-3-6 19:23:33 | 显示全部楼层

问2.    为了便于理解,我们选取土体中一个单元块来解释。按照题主所叙述的工况,水位在下降,题主说的对,周围对土体单元块的总应力下降(水压下降),但是,这时候要注意,土体单元的孔隙水压(pore-water pressure)也变化了,甚至会有负孔隙水压产生(因为土体单元“想”保持平衡(equilibrium)),最后的结果应用有效应力原理(有效应力=总应力-孔压)解释就是:总应力降低,孔压降低(甚至有负孔压产生,取决于水位骤降多少,注意,土体的水压现在不再是静水压分布),最后的结果是有效应力不变,既然有效应力不变,土单元的强度就不变。

答:孔压力降低了,而且降低幅度和而总压力减小幅度数值相等,那么有效压力不变。这种情况很难控制,有啥实践意义?即使有效应力不变,一个土受的外在的力,怎么和和土的内在本质强度Cu怎么关联上了!

不能说衣服买大了,所以孩子身高增加了
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东南西北人 发表于 2016-3-6 19:33:38 | 显示全部楼层
第3个问题里漏洞太多,没法理解。

首先由一定强度的原状粘性土是有其所处地应力环境的,试验都要考虑围压的。随便拿出一块土,那是无侧限状态的。粘土遇水崩解性是复杂的难以用简单的数字和公式计算出来。一般粘土做渠道之类的药做图 的崩解试验。
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 楼主| cdddd 发表于 2016-6-2 08:46:47 | 显示全部楼层
重度概念

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sdf916 发表于 2016-6-3 08:08:35 | 显示全部楼层
一般工程计算不考虑毛细水的影响
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cxc1995-1999 发表于 2016-6-3 11:26:31 | 显示全部楼层
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 楼主| cdddd 发表于 2016-6-21 09:24:51 | 显示全部楼层
水位骤降工况下粘土的强度问题讨论
http://bbs.yantuchina.com/read.php?tid=297197&page=3
我认为这不是静力平衡问题,是渗流问题(李广信土力学P90下面,但此处不是稳定渗流)。水位下降瞬时高水位处孔压不变,总应力在这个瞬间是不变的。有效应力瞬时增加是因为与低水位形成水位坡降,形成从高水位向低水位的渗流,有效应力增加量等于渗流压力,将促成原高水位处的黏土排水固结压缩变形。孔压逐渐下降,变形调整,然后总应力逐渐下降,有效应力也逐渐下降。固结过程虽然慢,但存在;渗透力可能很大,造成渗透破坏,譬如大变形和流土。所以感觉这种情况主要是靠变形重新协调应力突变的。

另外,P91例3-1上面那句话,此时的水位下降应该算作荷载或附加应力p=γw*Δh。所以我上面按自重应力分析严格说是不对的。

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 楼主| cdddd 发表于 2016-6-21 09:27:16 | 显示全部楼层
1.    土体的有效应力原理明确表明了土的强度由有效应力控制;土的不排水强度本质上也由有效应力决定的;


2.    为了便于理解,我们选取土体中一个单元块来解释。按照题主所叙述的工况,水位在下降,题主说的对,周围对土体单元块的总应力下降(水压下降),但是,这时候要注意,土体单元的孔隙水压(pore-water pressure)也变化了,甚至会有负孔隙水压产生(因为土体单元“想”保持平衡(equilibrium)),最后的结果应用有效应力原理(有效应力=总应力-孔压)解释就是:总应力降低,孔压降低(甚至有负孔压产生,取决于水位骤降多少,注意,土体的水压现在不再是静水压分布),最后的结果是有效应力不变,既然有效应力不变,土单元的强度就不变。
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 楼主| cdddd 发表于 2016-6-21 09:27:50 | 显示全部楼层
3.    有一个非常重要的概念值得澄清:即使是粘土,它的有效粘聚力也是几乎没有的(除了cemented soil,也许翻译做“胶结土“)。我们发现粘土似乎有”粘聚力“是因为有负孔压存在(粘土的颗粒很小,它的air-entry value (进气值) 很大,当我们减小了它的周围应力时,负孔压会产生(或者说吸力,但是这个粘土仍然是饱和土),这样有效应力还是很大,应用有效应力原理可以发现土体的强度还是在那里的,这样土体就不会坍塌,好像“粘”起来了一样)。题主其实也说到了” 实验做出来的粘土有效粘聚力通常很小“。一个简单的例子就是:我们把一块粘土放在水里面去,一会儿我们可以看到,它坍塌了,就是因为负孔隙水压不存在了(因为浸到水里了,然而水压是连续的,土中的水压等于周围的水压),有效应力几乎消失了。可以说,所有的土体除了cemented soil, 有效粘聚力(true cohesion)都等于零。饱和粘土表现出来的粘聚力英文叫做“apparent cohesion”. Apparent cohesion= (pore air pressure – pore water pressure)*tan (effective friction angle). Pore air pressure 通常假设就是零。我们可以发现,如果孔隙水压是负值,apparent cohesion会是正值,就好象粘土有粘聚力一样。相反,饱和沙土是几乎没有这种apparent cohesion的,因为它的颗粒较大(进气值较小),很难有很大的负孔压。一旦负孔压变大,它就变成非饱和土了,有效应力原理不再适用。
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 楼主| cdddd 发表于 2016-6-21 09:30:17 | 显示全部楼层
关于这个问题可以推荐看看邓肯的soil strength and slope stability 一书中专门针对水位下降的论述和三中计算方法。。。。非常详细。。。。
就是水位骤降,土体中的孔隙水未能及时排出,短时间内,感觉土体的应力状态未发生变化,随时间的推移,孔隙水才慢慢消退,总应力在下降
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 楼主| cdddd 发表于 2016-6-21 09:32:26 | 显示全部楼层
1。为什么土的物理力学指标C叫做粘聚力;
2。正常固结的饱和粘土理论上粘聚力为0,而我们实际工程中碰到的饱和粘土粘聚力有一定数值,是因为有应力历史的结果。
实际工程中,一般的粘性土层地下水位下降,经过一段时间,会出现一定量的地面沉降,也就是说土层压缩固结,必然有效应力增加,土的抗剪强度提高了。
1. 地下水位下降会导致地面出现沉降,这不仅对粘土适用,对沙土也是一样。有效应力的确增加,土的抗剪强度也因此增加,你的观点我认为是正确的。
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 楼主| cdddd 发表于 2016-6-21 09:33:17 | 显示全部楼层
推荐的几本土力学书分享给大家,John Atkinson的 Mechanics of Soils and Foundation (2007) 和 Muir Wood的 Soil Behavior and Critical State Soil Mechanics. 后面一个只有一个版本。前面一个还有1993年的版本。
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 楼主| cdddd 发表于 2016-6-21 09:47:32 | 显示全部楼层
饱和粘土有三种根据实验可以得到的强度:A不固结不排水,B固结不排水,C排水剪强度;
http://bbs.yantuchina.com/read.php?tid=297100&page=1
有关土力学的计算基本上都是基于饱和土的理论。
第一个问题,固结增长后的不排水抗剪强度,不等于有效应力强度。
第二个问题,对于土坡范围之外的粘土,其天然状态并没有被改变,因此只考虑其不排水强度。
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 楼主| cdddd 发表于 2016-6-21 09:49:26 | 显示全部楼层
短期稳定问题用总应力法分析,长期稳定问题用有效应力法分析。
强度试验是与应力状态和路径相关的。
不固结不排水剪切UU是一种简单的模拟,所谓的不固结是相对的。
固结不排水试验CU在取样后再次进行固结,在一定程度上减少了取样的扰动程度,而且根据固结压力的不同,大部分CU试验有选择的选取固结压力,得到的都是正常固结状态下的强度指标。除非原状样前期固结压力较高,在这种情况下的CU试验由于仅仅是减小了扰动的影响,强度包络线更类似于通常不排水不固结的情况。
固结排水剪由于试验所需时间过长,一般很少采用。
因此所谓的不固结不排水强度,模拟的是超固结土的强度包络情况,对于强度随有效应力增长的趋势是忽略的。这样对于模拟土坝填筑是适当的(视体量而定)。
对于长期使用状态由于超孔隙水压力的消散,土体仍大体上表现为正常固结的特性,因此对于使用期间,采用固结不排水剪切的指标是合适的。
对于第二个问题,仍然是采用固结不排水剪的指标。
可以找一下SHANSEP理论的论文看一看,了解的就更清楚。
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sdf916 发表于 2016-6-21 10:44:56 | 显示全部楼层
工程上不考虑这些
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mastercard 发表于 2017-11-16 08:28:16 | 显示全部楼层
我的啦嘿嘿  
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sdf916 发表于 2017-11-16 11:01:20 | 显示全部楼层
工程计算中不考虑毛细水的影响
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Wendy 发表于 2022-6-30 07:56:37 | 显示全部楼层
牛牛牛牛  
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