土体抗剪强度试验影响因素综合分析.doc

土体抗剪强度试验影响因素综合分析
摘要:在建筑工程中,土体的抗剪强度是一个很重要的参数,它是评价建筑地基稳定性及承载力等土的主要力学性质指标。因此,在实际中,土体抗剪强度试验的准确与否就显得十分重要了。本文就土体抗剪强度试验影响因素进行了综合分析,希望对改进土体抗剪强度试验,提高试验结果的准确性提供帮助。
关键词:土抗剪强度;直剪试验;影响因素;塑性指数
土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的能力,其数值等于土体产生剪切破坏时滑动面上的剪应力。它是评价建筑地基稳定性及承载力等土的主要力学性质指标。在工程建设实践中,道路的边坡、路基、土石坝、建筑物的地基等丧失稳定性的例子是很多的。为了保证土木工程建设中建(构)筑物的安全和稳定,就必须详细研究土的抗剪强度。
影响土体抗剪强度的因素较多,下面就土体抗剪强度试验影响因素进行了综合分析,希望对改进土体抗剪强度试验,提高试验结果的准确性提供帮助。
1 密度、含水量与抗剪强度的关系
土的天然含水量与抗剪强度的关系
对天然含水率较高的黏性土而言,它的抗剪强度就比较低。对不同岩性相同含水量土样来说,其抗剪强度还受容重,颗粒成份、组成等因素影响。
因为黏性土含矿物质较高,一般在15%~25%,甚至更高,黏土矿物含量越高吸附水的能力就越强。当含水量增大时,土的和C值将随之降低,从而使抗剪强度降低。但当含水量降低时,土的结构联结增强,从而有助于黏聚力C和内摩擦角U的提高。
对沙土来说抗剪强度一般也随含水量增加而降低。图1是粉质沙土的内摩擦角与含水率的关系图。
图1 粉质沙土的内摩擦角与含水率X的关系曲线图
由此可见,干沙的内摩擦角最大,含水率增大到接近最大分子水容度时, 值最小,当含水率达到毛细管水容度时, 再度增大。继续增大含水率则将导致内摩擦角值的降低。
土的密度(容重)与抗剪强度的关系
在天然含水率ω相同情况下,密度越大,其干密度也就越大,则空隙比越小,凝聚力C值相应增大,内摩擦角值相应降低,抗剪强度也就越大。
对非黏性土来说土的粒间联结极弱,C≈0,故在一般情况下,其抗剪强度由土粒之间的内摩擦角构成。主要取决于土的密度,密度越高, 值愈大,反之则小,一般变化在26°~40°之间。
综上所述,含水量是直接影响抗剪强度大小的重要因素,因而测定实验前的密度,含水量可以了解试样的均匀性。如果需要时可测试验后剪切破坏面上的剪后含水量和固结后的密度,按其变化规律,来判断试验成果的正确性。
2 土的物质成分、结构、构造特征及塑性指数对抗剪强度的影响
土的物质成分
(1)对黏性塑土来说,当天然含水量相同情况下,黏粒含量愈高,其内聚力C愈大,内摩擦角值则相应降低。又因黏粒含量一般与性指数Ip成正比关系,所以黏粒含量越低,其塑性指数Ip也越小,内摩擦角则会相应增大。
(2)对沙性土来说,矿物成分对其内摩擦角的影响,主要通过矿物的形状而起作用。石英、长石等棱角状或浑圆状矿物含量高的沙土其值通常比云母、绿泥石、滑石等片状矿物含量高的沙土内摩擦角要高。但矿物成分对粒径大的颗粒间内摩擦角影响显著,而这种影响随着颗粒的变小而逐渐减小,,这种影响就很难察觉到了。就颗粒级配来说,级配愈好的沙土比级配不良的沙土大。
土的结