砂土粒间胶结性对砂土力学性质影响的三轴实 验研究
International Journal of Mechanics Research 力学研究, 2017, 6(3), 131-140
Published Online September 2017 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/36859073.html,/journal/ijm
https://https://www.sodocs.net/doc/36859073.html,/10.12677/ijm.2017.63014
Triaxial Compression Test Investigation
of Sand Particles Cemetation Effects on
Mechanical Properties of Coarse Sand
Jingyu Chen1, Ying Hai2
1School of Civil Engineering and Architecture, Jiaxing University, Jiaxing Zhejiang
2School of Mechanical and Electrical Engineering, Jiaxing University, Jiaxing Zhejiang
Received: Aug. 15th, 2017; accepted: Aug. 29th, 2017; published: Sep. 4th, 2017
Abstract
In this paper, the mixing method is adopted to cement sand, and artificial cement sand samples of different cement content are made by mixing Portland cement with sandy soil. Triaxial consolida-tion drained shear tests on these sand samples are carried out to study effects of the cementation between sand particles on strength characteristics, stress-strain characteristics and the volume change characteristics. Studies show that under the same confining pressure, the higher the ce-ment content and the stronger the bonding between the coarse sand particles, the bigger the peak shear strength of the artificial cement sand samples, but the residual shear strength of samples of different cement content is approximately equal. The higher the cement content and the stronger the bonding between the coarse sand particles, the bigger the initial compression modulus and the more obvious strain softening of the samples of different cement content under the same con-fining pressure. The higher the cement content and the stronger the bonding between the coarse sand particles, the more easily the artificial cement sand samples to dilate and the bigger the vo-lumetric strain of these samples.
Keywords
Artificially Cemented Sand, Bonding between Sand Particles, CD Triaxial Shear Test, The Strength Characteristic of Cemented Sand, The Stress-Strain Characteristic of Cemented Sand
砂土粒间胶结性对砂土力学性质影响的三轴实
验研究
陈敬虞1，海瑛2
1浙江嘉兴学院建筑工程学院，浙江嘉兴
陈敬虞，海瑛
2
浙江嘉兴学院机电工程学院，浙江 嘉兴
收稿日期：2017年8月15日；录用日期：2017年8月29日；发布日期：2017年9月4日
摘 要
本文采用对砂土进行胶结的混合法，在砂土中掺入硅酸盐水泥制成不同水泥含量的人工胶结砂土试样，通过对试样进行三轴固结排水剪切试验，研究砂土颗粒间的胶结对砂土强度特性，应力-应变特性及体积变形特性的影响。研究表明，同一围压下试样水泥含量越高粗砂粒间的胶结越强，试样的峰值强度越大；但同一围压下不同水泥含量试样的残余强度接近相等。同一围压下，试样水泥含量越高砂粒间的胶结越强，试样的初始压缩模量越大，应变软化越明显。试样水泥含量越高粗砂粒间的胶结越强，在低围压下排水剪切时越容易发生剪切膨胀，低围压下排水剪切时的体应变也越大。
关键词
人工胶结砂土，砂土颗粒间胶结性，三轴固结排水剪切试验，胶结砂土强度特性，胶结砂土应力-应变特性
Copyright ? 2017 by authors and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.sodocs.net/doc/36859073.html,/licenses/by/4.0/
1. 引言
土中颗粒的组成、土颗粒的排列与组合、颗粒间的连接作用导致了土形成不同的结构，土的结构性是指这种结构而造成的力学特性，结构性的强弱表示土的结构性对于其力学性质(强度、变形性质和渗透性)影响的强烈程度。天然土体的力学特性与在试验室制备的重塑土的力学特性有较大区别，天然土体的结构性对其力学及工程特性有非常大的影响，天然土体相对于重塑土而言称为结构性土。土体结构性对土体力学性质及工程性质的影响是21世纪土力学研究的核心问题[1]。
上世纪八十年代以来，许多学者对结构性土的力学特性进行试验分析和研究。张成厚等对两种未扰动的结构性粘土，进行了固结实验和室内三轴不排水试验[2]。由于在对原状土取样的过程中，对原状土的扰动使其结构的改变是不可避免的，故后来一些学者尝试在试验室内人工制备结构性土，对土的结构性开展试验研究。Malandraki 采用高温灼烧法在实验室内制备结构性土(Malandraki, 2001) [3]。蒋明镜等通过在原料软土中掺入冰粒和微量水泥，人工设定化学胶结作用和大孔隙组构来模拟天然粘土的结构(蒋明镜等，1997年) [4]。谢定义等在土中掺入冰粒和微量水泥，在实验室内人工制备类似于原状土结构的土样，通过对人工制备的结构性土样的压缩试验，分析研究土的结构性并验证提出了反映土结构性的定量化参数(谢定义等，1999年) [5]。
反映天然砂土结构性的一个方面砂土颗粒的排列，可用砂土的相对密度Dr 或孔隙比e 来描述；但反映天然砂土结构性的另一个方面砂土颗粒间的胶结性，及颗粒间的胶结性对天然砂土力学性质的影响目前正在研究。王丽等在实验室内用方解石粉和硅酸盐水泥作为胶结材料，采用混合法在实验室内制成含5%方解石粉、不同硅酸盐水泥含量的钙质砂试样，对这些试样进行了不同围压下的三轴固结排水剪
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陈敬虞，海瑛
切试验，通过试验结果研究分析了钙质砂粒间的胶结性对钙质砂力学性质的影响[6]。蒋明镜等通过离散元数值模拟对结构性砂土粒间胶结效应进行了研究分析[7]。刘恩龙等通过在原状土料中加入少量水泥和盐粒以形成颗粒间的胶结作用和大孔隙组构模拟天然黏土的结构性，通过室内压缩试验和不同胶结强度土样在排水和不排水条件下的三轴剪切试验，分析了人工制备结构性土样的力学特性[8]。
本文采用对砂土进行胶结的混合法，在砂土中掺入硅酸盐水泥制成不同水泥含量的人工胶结砂土试样，通过对试样的三轴固结排水剪切试验，研究砂土颗粒间的胶结对砂土应力-应变特性，强度特性及体积变形特性的影响，揭示砂土的结构性对砂土力学性质的影响，为建立原状砂土的本构模型和实际岩土工程设计提供参考。
2. 试样的制备及试验方案
本文试验采用的砂土是从福建标准砂中用土工筛筛出的粒径在0.5 mm~1 mm 的粗砂。福建标准砂的颗粒级配曲线如图1。用粒径在这个范围内的粗砂，目的是在砂中掺入硅酸盐水泥后能让砂土颗粒间的水泥的胶结比较均匀。砂土物理性质指标的测定和试验试样的制备严格按照GJB128-88标准进行。粒径在0.5 mm~1 mm 的福建标准砂的基本物理性质指标见表1。
试验设计了A 、B 、C 三组试样，每组有相同的三个试样，一共9个试样。A 组为不含水泥的试样、B 组为含3%硅酸盐水泥的试样、C 组为含6%硅酸盐水泥的试样。制备含水泥的砂土试样时将一定百分比质量的硅酸盐水泥均匀的与砂土混合，分三层装入三瓣模中每一层都均匀捣实，然后放入水中养护7天使试样胶结,然后将样品脱模放入三轴试验机中。三组试样的物理参数见表2。
试验在浙江大学建筑工程学院土工实验室的GDSLAB 上进行，每组试样分别在50 kPa 、100 kPa 、200 kPa 围压下进行固结排水剪切试验。
Figure 1. The grain size distribution of Fujian standard sand 图1. 福建标准砂颗粒级配曲线
Table 1. Basic physical index 表1. 基本物理性质指标
ρd min (g/m 3) ρd max (g/m 3) e max e min G s 1.404
1.688
0.9266
0.6033
2.701
陈敬虞，海瑛
3. 砂土粒间胶结对应力应变特性及强度的影响
3.1. 应力应变特性及强度分析
A 组试样(A1, A2, A3)，
B 组试样(B1, B2, B3)，
C 组试样(C1, C2, C3)分别在围压50 kPa 、100 kPa 、
200 kPa 下固结排水剪切试验的()13a σσε??关系曲线如图2，图3，图4所示。从图中可看出随着围压的增大，试样的峰值强度增大，应力应变曲线为应变软化型曲线且围压越大软化越明显，三组试样的这些性质是相同的。从相对密实度D r 的值可看出三组试样都属于密砂，三个图中的应力应变曲线和参考文献中报告的密砂的应力应变曲线特性相同，说明该试验的结果有较高的准确性。
不含水泥试样、含3%水泥试样和含6%水泥试样，在围压50 kPa 、100 kPa 、200 kPa 下固结排水剪切试验的()13a σσε??关系曲线如图5、图6、图7所示。从图5、图6、图7可以看出，水泥胶结物质的添加使砂土试样的峰值强度增加，同一围压下水泥含量越高试样的峰值强度越大，但同一围压下不同水泥含量试样的残余强度接近相等。同一围压下水泥含量越高的试样，初始的压缩模量越大，应变软化越明显。随着水泥含量的增加，试样应力峰值对应的应变减小试样的脆性增加。
Table 2. Basic physical index of sample 表2. 试样的物理性质指标
试样编号 砂的质量(g)
水泥的质量(g)
水泥占比(%)
相对密实度D r
A(A 1, A 2, A 3) 168 0 0 0.79 B(B 1, B 2, B 3) 156 4.68 3% 0.76 C(C 1, C 2, C 3)
150
9
6%
0.78
Figure 2. Deviator stress-axial strain curves of the sample contained 0% cement 图2. 不含水泥量试样主应力差-轴向应变曲线
陈敬虞，海瑛
Figure 3. Deviator stress-axial strain curves of the sample contained 3% cement
图3.3%水泥含量试样主应力差-轴向应变曲线
Figure 4.Deviator stress-axial strain curves of the sample contained 6% cement
图4. 6%水泥含量试样主应力差-轴向应变曲线
陈敬虞，海瑛
Figure 5. Deviator stress-axial strain curves under the confined pressure of 50 kPa
图5. 围压50 kPa下主应力差-轴向应变曲线
Figure 6. Deviator stress-axial strain curves under the confined pressure of 100 kPa
图6. 围压100 kPa下主应力差-轴向应变曲线
陈敬虞，海瑛
Figure 7.Deviator stress-axial strain curves under the confined pressure of 200 kPa
图7.围压200 kPa下主应力差-轴向应变曲线
3.2. 体积变形特性分析
A组试样(A1, A2, A3)，在围压50 kPa、100 kPa、200 kPa下固结排水剪切试验的体积应变-轴向应εε?)关系曲线如图8所示。A组试样相对密实度D r = 0.79属于密砂，随着轴向应变的增加试样的变(
v a
体积应变由剪缩转变为剪胀，试样在不同围压下的体积应变相差不大。
εε?)关系曲线如图9所示，试样A2、试样A1、B1、C1在围压50 kPa下的体积应变-轴向应变(
v a
B2、C2在围压100 kPa下的体积应变-轴向应变(
εε?)关系曲线如图10所示，试样A3、B3、C3在围
v a
εε?)关系曲线如图11所示。
压200 kPa下的体积应变-轴向应变(
v a
从图9、图10和图11中可看出，在同一围压下水泥含量6%的试样的剪胀体应变大于水泥含量3%的试样的剪胀体应变，水泥含量3%的试样的剪胀体应变大于不含水泥试样的体应变。这说明粗砂砂粒间的胶结越强，在低围压下排水剪切时越容易发生剪切膨胀；粗砂砂粒间的胶结越强，低围压下排水剪切时的剪切体应变越大。
4. 结论
1) 水泥胶结物质的添加使砂土试样的峰值强度增加。同一围压下水泥含量越高、粗砂砂粒间的胶结越强，试样的峰值强度越大；但同一围压下不同水泥含量试样的残余强度接近相等。
2) 同一围压下试样水泥含量越高、砂粒间的胶结越强的试样，初始的压缩模量越大，应变软化越明显。随着水泥含量的增加，试样应力峰值对应的应变减小试样的脆性增加。
3) 试样水泥含量越高粗砂砂粒间的胶结越强，在低围压下排水剪切时越容易发生剪切膨胀，含水泥试样的剪胀体应变大于不含水泥试样的体应变。试样水泥含量越高粗砂砂粒间的胶结越强，低围压下排
水剪切时的剪切体应变越大。
陈敬虞，海瑛
Figure 8. Volume strain-axial strain curves under different confined pressure
图8. 不同围压下体积应变—轴向应变曲线
Figure 9. Volume strain-axial strain curves under the confined pressure of 50 kPa
图9.围压50 kPa下体积应变—轴向应变曲线
陈敬虞，海瑛
Figure 10.Volume strain-axial strain curves under the confined pressure of 100 kPa
图10.围压100 kPa下体积应变—轴向应变曲线
Figure 11. Volume strain-axial strain curves under the confined pressure of 200 kPa
图11.围压200 kPa下体积应变—轴向应变曲线
上述结论可供实际岩土工程设计时参考，水泥胶结砂土在高围压下的应力-应变特性及强度特性有待进一步试验分析研究。
资助信息
浙江省自然科学基金项目(LY13A020005)。
陈敬虞，海瑛
参考文献(References)
[1]沈珠江. 土体结构性的数学模型-21世纪土力学的核心问题[J]. 岩土工程学报, 1996, 18(1): 95-97.
[2]张诚厚. 两种结构性土的土工特性[J]. 水利水运科学研究, 1983(4): 65-71.
[3]Malanraki, V. and Toll, D.G. (2001) Triaxial Tests on Weakly Bonded Soil with Changes in Stress Path. Journal of
Geotechnical and Geoenviromental Engineering, 127, 282-291.
https://https://www.sodocs.net/doc/36859073.html,/10.1061/(ASCE)1090-0241(2001)127:3(282)
[4]蒋明镜, 沈珠江. 结构性黏土试样人工制备方法研究[J]. 水利学报, 1997(1): 56-61.
[5]谢定义, 齐吉林. 土的结构性及其定量化参数研究的新途径[J]. 岩土工程学报, 1999, 21(6): 651-656.
[6]王丽, 鲁晓兵, 王淑云, 赵京, 王爱兰. 钙质砂的胶结性及对力学性质影响的实验研究[J]. 实验力学, 2009,
24(2): 133-143.
[7]蒋明镜, 孙渝刚. 人工胶结砂土力学特性的离散元模拟[J]. 岩土力学, 2011, 32(6): 1849-1856.
[8]刘恩龙, 沈珠江. 人工制备结构性土力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2007, 28(4): 679-682.
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砂土粒间胶结性对砂土力学性质影响的三轴实 验研究
International Journal of Mechanics Research 力学研究, 2017, 6(3), 131-140 Published Online September 2017 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/36859073.html,/journal/ijm https://https://www.sodocs.net/doc/36859073.html,/10.12677/ijm.2017.63014 Triaxial Compression Test Investigation of Sand Particles Cemetation Effects on Mechanical Properties of Coarse Sand Jingyu Chen1, Ying Hai2 1School of Civil Engineering and Architecture, Jiaxing University, Jiaxing Zhejiang 2School of Mechanical and Electrical Engineering, Jiaxing University, Jiaxing Zhejiang Received: Aug. 15th, 2017; accepted: Aug. 29th, 2017; published: Sep. 4th, 2017 Abstract In this paper, the mixing method is adopted to cement sand, and artificial cement sand samples of different cement content are made by mixing Portland cement with sandy soil. Triaxial consolida-tion drained shear tests on these sand samples are carried out to study effects of the cementation between sand particles on strength characteristics, stress-strain characteristics and the volume change characteristics. Studies show that under the same confining pressure, the higher the ce-ment content and the stronger the bonding between the coarse sand particles, the bigger the peak shear strength of the artificial cement sand samples, but the residual shear strength of samples of different cement content is approximately equal. The higher the cement content and the stronger the bonding between the coarse sand particles, the bigger the initial compression modulus and the more obvious strain softening of the samples of different cement content under the same con-fining pressure. The higher the cement content and the stronger the bonding between the coarse sand particles, the more easily the artificial cement sand samples to dilate and the bigger the vo-lumetric strain of these samples. Keywords Artificially Cemented Sand, Bonding between Sand Particles, CD Triaxial Shear Test, The Strength Characteristic of Cemented Sand, The Stress-Strain Characteristic of Cemented Sand 砂土粒间胶结性对砂土力学性质影响的三轴实 验研究 陈敬虞1，海瑛2 1浙江嘉兴学院建筑工程学院，浙江嘉兴
钢结构钢材力学性能试验送样规范
验送2个试样，冷弯试验送1个 2、送样要求：取样部位见下图，截取长50cm、宽2-3cm的长条形试样： 不同种类型钢试验取样部位示意图 3、委托要求：委托时说明取样的位置及方向 注：1、做弯曲试验时，应在钢产品表面切取样坯，保留至少一个表面，当厚度尺寸允许时应制备全截面试样 2、制备试样时应避免由于机加工时钢表面产生硬化及过热而改变其力学性能 3、试样边缘应平齐，表面无锈蚀
2、送样要求：取样部位见下图，试样长50cm，直径2.5cm为宜 4、委托要求：委托时说明取样的位置及方向 注：1、做弯曲试验时，应在钢产品表面切取样坯，保留至少一个表面，当厚度尺寸允许时应制备全截面试样 2、制备试样时应避免由于机加工时钢表面产生硬化及过热而改变其力学性能 3、试样边缘应平齐，表面无锈蚀
2、送样要求：应在钢板宽度1/4处切取长50cm、宽2-3cm的长条形试样，见下图： 厚度t≤30mm的钢板取样部位厚度t＞30mm的钢板取样部位 3、委托要求：委托时说明原钢板的厚度及取样的位置和方向 注：1、做弯曲试验时，应在钢产品表面切取样坯，保留至少一个表面，当厚度尺寸允许时应制备全截面试样 2、制备试样时应避免由于机加工时钢表面产生硬化及过热而改变其力学性能 3、试样边缘应平齐，表面无锈蚀
2、送样要求：取样位置见下图，切取长50cm、宽2-3cm的长条形试样，试样厚度视钢管厚度而定 注：1、做弯曲试验时，应在钢产品表面切取样坯，保留至少一个表面，当厚度尺寸允许时应制备全截面试样 2、制备试样时应避免由于机加工时钢表面产生硬化及过热而改变其力学性能 3、试样边缘应平齐，表面无锈蚀
水泥物理力学性能试题及答案
水泥物理力学性能试验试题 一）填空题 1、水泥取样可连续取，亦可从（20）个以上不同部位取等量样品，总量至少（12Kg） 2、水泥胶砂试块质量比，水泥：ISO标准砂：水等于（1 : 3 : 0.5 ） 3、水泥胶砂强度试验方法采用尺寸（40mm*40mm*160n）m棱柱体试块的水泥抗压强度和抗折强度 4、达到试验龄期时将试块从水中取出用潮湿棉布覆盖先进行（抗折强度）试验，折断后每截再进行（抗压强度）试验 5、试验室室内空气（温度）和（相对湿度）以及养护池水的（水温）在工作期间每天至少记录一次 6、养护箱的温度与相对湿度至少每4h 记录一次，在自动控制的情况下记录次数酌情减至一天记录（二次）。 7、水泥胶砂振实台为了防止外部振动影响振实效果，需要在整个混凝土基座下放一层厚约 （5mm）天然橡胶弹性衬垫。 8、水泥抗折试验以（50±10N/S ）的速率均匀加荷，直至破坏。 9、制备胶砂后立即进行成型。用勺子将胶砂分（二层）装入试模，装第一层时，每个槽约放 300g，用大播料器垂直模套顶部沿着每个槽来回一次播平，接着振实（60 ）次。再装入第二层，用小播料器播平，再振实（60）次。 10、试体龄期是从（水泥加水搅拌）开始试验时算起。 11、雷氏夹受力弹性应符合要求。当一根指针的根部先悬挂在尼龙丝上，另一根指针的根部再挂上（300g）质量的砝码时，两根指针针尖的距离增加应在（17.5 ± 2.5mm）范围内，并且去掉砝码后针尖的距离能恢复至挂砝码前的状态。 12、由（水泥全部加入水中）至终凝状态的时间为水泥的初凝时间，用什么单位（min ）表示。 13、水泥安定性试验每个样品需成型（两）个试件 14、当两个试件煮后增加距离（C-A）的平均值大于（5.0）mm寸，应用同一样品立即重做一次试验，以复检结果为准
三轴试验相关理论知识
三轴试验相关理论知识 一、基本概念 1.常用术语 法向力——垂直于滑动面上的应力，也叫正应力σ。σ=N/A （N ：作用于滑动面的力；A ：滑动面的 面积） 剪应力——与法向力垂直的切向应力τ。τ=F/A （F ：与法向力相垂直的摩擦力） 主平面——没有剪应力的平面。 主应力——主平面上的法向应力（正应力）。在相互垂直的立方体上(图1)又分成： 大主应力（σ1）——轴向应力； 小主应力（σ3）——径向应力； 中主应力（σ2）——界于大、小主应力之 间的径向应力。 (常规三轴试验的试样呈圆柱形，中、小主应力相等，即σ2=σ3，谓之轴对称条件下的试验。) 偏应力——轴向应力与径向应力（或大、小主应力） 之差，即（σ1-σ3）。 摩檫角——剪应力达到极限（土体开始滑动）时的 剪破角Φ，此时Φ=α （tan Φ为摩檫系数） 图1 主应力与主应力面 抗剪强度——随着剪应力的增加，剪阻力亦相应增加。而剪阻力达到一定限度就不再增大这个强度 称为土的抗剪强度。 2.摩尔圆 摩尔圆源自材料力学之应力圆，由于是科学家摩尔首先提出的，故叫摩尔圆。（图2）通过土体内某微小单元的任一平面，一般都作用着一个合应力，并可分解为法向应力（σ）和剪应力（τ）两个分量。如图3，沿圆柱体轴线取一个垂直面作应力分析，可得如下的关系式： 将两式平方后相加，整理后得出 图2 摩尔应力园 上式的几何意义是，在σ-τ坐标系里以（σ1+σ3）/ 2，0为圆心、（σ1-σ3）/ 2为半径的圆。 在三轴试验轴对称时的平面上，当试样给定σ1和σ3，如果已知试样上的大、小主应力面的方向，就可以从摩尔圆上确定试样内任一斜面上的剪应力τ和法向应力σ。摩尔圆在σ-τ坐标系里的应力关系如图4所示。图的右边为一三轴试样，左边为相应的摩尔圆。过圆的D 点（σ1）作平行于试样大主应力面AB 线，交圆上 Op 点；过圆E 点（σ3）作平行于小主应 力面AC 线，必通过Op 点（∵AB 与AC 正 交，∠DEOp 是半圆的圆周角）。然后经交 点Op 作与OpD 线成α角的直线，交圆于P 图3 三轴试样的应力状态 α σστασσσσσ2sin )(2 1 2cos )(21)(21313131-=-++= 2312231)2 ()2(σστσσσ-=++-
钢材机械性能取样方法
钢材机械性能取样方法 一、引用标准 GB1499—1998《热轧带肋钢筋》 GB13013—91《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》 GB701—1997 《低热钢热轧圆盘条》 JGJ18—2003 《钢筋焊接及验收标准》 JGJ107—2003 《钢筋机械连接通用技术规程》 JGJ108—96 《带肋钢筋套筒挤压连接技术规程》 JGJ109—96 《钢筋锥螺纹接头技术规程》 GB13788-2000《冷扎带肋钢筋》 二、原材料 （一）钢筋 1、取样规则 （1）钢筋应按每批进行检查和验收，每批重量不大于60吨。每批应由同一牌号、同一炉罐号、同一规格、同一交货状态的钢筋组成。 （2）冷拉钢筋应分批进行验收，每批由重量不大于20吨的同级别，同直径的冷拉钢筋组成。 （3）冷扎带肋钢筋每批应由同一牌号、同一规格、同一生产工艺和同一交火状态的钢筋组成，每批不大于60吨。 2 、取样数量 钢筋的试样数量根据其供货形式的不同而不同。 （1）直条钢筋：每批直条钢筋应做2个拉伸试验，2个弯曲试验。 （2）盘条钢筋：每批盘条钢筋应做1个拉伸试验，2个弯曲试验。
（3）冷拉钢筋：每批冷拉钢筋应做2个拉伸试验，2个弯曲试验。 （4）冷扎带肋钢筋：每批冷扎带肋钢筋应做1个拉伸试验，2个弯曲试验。 3 、取样方法 拉伸和弯曲试验的试样可在每批材料中任选两根钢筋，切取样品应在钢筋端头50mm外切取，每根上取2个试样做拉、弯试验。 4、取样长度 直条钢筋、盘条钢筋、冷拉钢筋为40-45mm （二）型钢 1、样胚的切取 根据（GB2975—98）《钢材力学及工程性能试验取样规定》的要求：（1）样胚应在外观尺寸合格的钢材上切取。 （2）切取样胚时，应防止因受热、加工应化及变形，而影响其力学及工艺性能。 （3）用烧割法切取样胚时，从样胚切割缝至试样边缘必须留有足够的加工余量，一般应不小于钢材的厚度或直径，但最小不得少于20mm。对于厚度或直径大于60mm的钢材，其加工余量可根据双方协议适当减小 （4）冷剪样胚所留的加工余量可按表1选取 表1
6.三轴压缩试验(砂土)
六、三轴压缩实验 （一）实验目的 三轴压缩实验是测定土的抗剪强度的一种方法。堤坝填方、路堑、岸坡等是否稳定，挡土墙和建筑物地基是否能承受一定的荷载，都与土的抗剪强度有密切的关系。 （二）实验原理 土的抗剪强度是土体抵抗破坏的极限能力，即土体在各向主应力的作用下，在某一应力面上的剪应力（τ）与法向应力（σ）之比达到某一比值，土体就将沿该面发生剪切破坏。常规的三轴压缩实验是取4个圆柱体试样，分别在其四周施加不同的周围压力（即小主应力）σ3，随后逐渐增加轴向压力（即大主应力）σ1直至破坏为止。根据破坏时的大主应力与小主应力分别绘制莫尔圆，莫尔圆的切线就是剪应力与法向应力的关系曲线。三轴压缩实验适用于测定粘性土和砂性土的总抗剪强度参数和有效抗剪强度参数，可分为不固结不排水实验（UU ）；固结不排水实验（CU ）和固结排水实验（CD ）。本演示实验进行干砂的固结不排水实验。 （三）实验设备 1．三轴仪：包括轴向加压系统、压力室、周围压力系统、孔隙压力测量系统和试样变形量测系统等。（如附图1所示） 2．其它：击样器、承膜筒等。 （四）实验步骤 1．试样制备：将橡皮膜下端套在压力室的底座上，放置好成样模具，使橡皮膜紧贴模具内侧；称取一定质量的干砂（烘干冷却），使砂分批通过漏斗落入橡皮膜内，如需制备较密实的砂样，用木锤轻击土样至所需密度。 2．试样安装：装上土样帽，给试样施加一定的负压力，拆除成样模具；使传压活塞与土样帽接触。 3．固结实验：进行两个试样的实验，分别施加100、400Kpa 的周围压力，数据采集系统自动采集试样的体积变形数据。 4．剪切实验：采用应变控制方式进行剪切实验，剪切应变速率取每分钟0.1％～0.5％，实验过程数据采集系统自动采集轴向力和体积变形数据，直至轴向应变为10％时为止。 8．实验结束：停机并卸除周围压力，然后拆除试样，描述试样破坏时形状。 （五）实验注意事项 实验前，橡皮膜要检查是否有漏洞。 （六）计算与绘图 1．试样面积剪切时校正值： 01 1a A A ε=- 式中： ε1—轴向应变（％） 2. 绘制每个实验的轴向应变－偏应力关系曲线，及轴向应变－体应变关系曲线。 3．绘制应力圆及强度包线 以法向应力σ为横坐标，剪应力τ为纵坐标。在横坐标上以（σ1f +σ3f ）/2为圆心，（σ1f －σ3f ）/2为半径，绘制破坏应力圆，并确定砂土的内摩擦角'φ。 （七）讨论
颗粒形状对类砂土力学性质影响的颗粒流模拟
第30卷第10期岩石力学与工程学报V ol.30 No.10 2011年10月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct.，2011颗粒形状对类砂土力学性质影响的颗粒流模拟 孔亮1，2，彭仁2 (1. 青岛理工大学理学院，山东青岛 266033；2. 宁夏大学物理与电气信息学院，宁夏银川 750021) 摘要：通过颗粒流软件PFC2D中的clump命令，生成4种不同外轮廓特征的颗粒组，并结合颗粒材料变形机制，定义构建基于颗粒圆度与凹凸度的形状系数。用形状系数与粒间摩擦因数分别反映颗粒的外轮廓特征和表面粗糙度。用PFC2D模拟颗粒堆积试验、双轴试验和直剪试验，探讨颗粒形状对类砂土材料宏观力学特性的影响。试验结果表明：在颗粒堆积试验中，颗粒外轮廓的不规则以及颗粒间摩擦因数的增大会导致自然休止角和天然孔隙率增大；在双轴试验中，材料的峰值强度与形状系数的变化规律可用线性函数很好地进行拟合，内摩擦角随形状系数的减小而增大；在直剪试验中，材料的抗剪强度有随形状系数的减小而增大的趋势，颗粒形状的不规则还导致强力传递链数目的减少和速度场分布的不均匀。 关键词：土力学；颗粒形状；类砂土；微观参数；形状系数 中图分类号：TU 44 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2011)10–2112–08 PARTICLE FLOW SIMULATION OF INFLUENCE OF PARTICLE SHAPE ON MECHANICAL PROPERTIES OF QUASI-SANDS KONG Liang1，2，PENG Ren2 (1. School of Science，Qingdao Technological University，Qingdao，Shandong266033，China； 2. School of Physics Electrical Information Engineering，Ningxia University，Yinchuan，Ningxia750021，China) Abstract：Four particle groups with different outlines are generated by the command of clump in PFC2D. Combining with deformation mechanism of granular materials，a shape coefficient is defined based on roundness and unevenness. The shape coefficient and friction coefficient are used to reflect the characteristics of particle outline and surface roughness respectively. The particle stacking test，biaxial test and direct shear test have been simulated with PFC2D，and how the shape of the particles affect the macro-mechanical properties of granular materials has been discussed. The results show that particle shape plays an important role in the macro-mechanical properties of these tests. In the particle stacking test，the natural angle of repose and natural porosity increases with the irregular outline of particles and the friction coefficient between particles. In the biaxial test，peak strength and shape coefficient can be fitted with linear functions well，and the internal friction angle increases with the decrease of shape coefficient. In the direct shear test，the shear strength of materials increases with the decrease of shape coefficient；the irregularity of particle shape also results in the decrease of strong force chain and the inhomogeneity of velocity field. Key words：soil mechanics；particle shape；quasi-sands；microscopic parameters；shape coefficient 收稿日期：2011–05–18；修回日期：2011–06–21 基金项目：国家自然科学基金资助项目(50979037，51008166)；山东省自然科学杰出青年基金资助项目(JQ201017) 作者简介：孔亮(1969–)，男，博士，1991年毕业于西北农业大学农业工程专业，现任教授，主要从事岩土力学与城市地下工程方面的教学与研究工作。E-mail：kongliang@https://www.sodocs.net/doc/36859073.html,
竹子的力学特性
选题：从力学观点分析竹子的力学特征 徐锴，材料1302,2013012057 【摘要】本文通过分析竹子的材料和构造，说明竹子的强度特性。并通过该种特性进行一些实际应用设计，本文选用建筑中的应用。 【关键词】竹子，强度，建筑，可持续发展 1、收集的常识【1】： （1）竹,禾本科，竹木质化,有明显的节,节间常中空，高大、生长迅速,竹枝杆挺拔，修长。（2）分布于热带、亚热带至温带地区，其中东亚、东南亚和印度洋及太平洋岛屿上分布最集中，种类也最多。 （3）在竹材研究方面，国内外对竹材的物理性质研究的较多，研究重点主要集中在密度、吸水率及干缩性等方面。密度在很大程度上决定着竹材的力学性质，密度主要取决于纤维含量、纤维直径及细胞壁厚度，密度随纤维含量增加而增加。 2、分析竹子强度特性【2】 相比较于钢材，竹子体轻,但是硬度大。根据实验测定, 竹材的形变量非常小, 弹性和韧性却很高, 顺纹抗拉强度170M Pa, 顺纹抗压强度达80M Pa。特别是刚竹, 其顺纹抗拉强度最高竟达280M Pa, 几乎相当于同样截面尺寸材的一半。虽然钢材的抗拉强度为一般竹材的2.5～3倍，但若按单位重量计算抗拉能力，则竹材要比钢材强2～3倍。
3、竹强度大的力学分析 3.1 空心圆截面的强度分析【4】 （1）根据化工设备机械基础的弯曲强度理论【4】, 杆件强度主要指标是弯曲应力。弯曲强度条件为 ][W M max max σσ≤=。 要提高杆件的强度, 除了合理安排受力, 降低M max 的数值以外, 主要是采用合理的截面形状, 尽量提高抗弯截面模量W 的数值, 充分利用材料。，实心圆截面和空心圆截面的抗弯截面模量分别是 3d 321W π=实 )1(32 1W 43απ-=D 空 式中, d 是实心杆直径, D 是空心杆外径, 1D 是空心杆内径。2 1D D = α为空心杆内、外径比值, 当空心杆和实心杆的截面积相同时 ）（2122D -D 4 1d 41ππ=或212D -D d = 则11-1-1D 32 1d 321W W 22433>+==α ααππ）（空实 （1）根据以上分析, 空心圆截面杆的抗弯强度比同样截面积的实心杆大; 并且空心圆截面杆内、外直径的比值α越大,其抗弯强度也随之增大。 例如, 当α= 0。 7 时, 它的抗弯强度比同样重量的实心圆截面大2倍。 因为, 杆件抗弯时从正应力的分布规律可知在杆截面上离中性轴越远, 正应力越大, 而中性轴附近的应力很小, 这样其材料的性能未能充分发挥作用。 若将实心圆截面改为空心圆截面, 也就是将材料移置到离中性轴较远处, 却可大大提高抗弯强度。 （2）在风荷载下，竹子主要抵抗的是弯矩和剪力。对于抗弯，边缘最大正应力与截面的截面惯性矩I 成反比，而I 随截面半径增大而增大，故空心结构形成的大半径有利于降低边缘最大正应力提高抗弯能力。 3.2 材料分布的强度分析 （1）由于边缘的正应力最大，故将优质材料布置在边缘是最优化的结构布置，竹子就做到了这点：竹壁自外而内，分为竹青、竹肉和竹黄三个部分，竹子的表面呈现出青色的叫竹青，
土力学练习题
一、判断题。 1、渗透系数为无量纲参数。( ) 2、土中含有的亲水性粘土矿物越多，土的渗透性越大。( ) 3、渗透力的方向与渗流的方向一致。（） 4、管涌是指在渗流作用下，土中的细颗粒透过大颗粒孔隙流失的现象。（） 5、未经夯实的新填土是正常固结土。( ) 6、当抗剪强度线处于莫尔应力圆上方时，表明土体处于破坏状态。( ) 7、直剪试验可以严格的控制排水条件。( ) 8、砂土做直接剪切试验得到100KPa的剪应力为，该土的内摩擦角为°。（） 9、固结试验快速法规定试样在各级压力下的固结时间为1h,最后一级压力达压缩稳定。（） 10、土的孔隙比愈小，密实度愈大，渗透系数愈小。（） 11、工程上天然状态的砂土常根据标准贯入试验捶击数按经验公式确定其内摩擦角Φ。（） 12、土样拆封时只需记录土的名称就可以。（） 13、比重试验需要2次平行测定，平行的差值不得大于。（） 14、数字修约成三位有效数位，修约后为。（） 15、土的沉积年代不同，其工程性质有很大的变化。（） 16、溶解作用的结果，使岩石中的易溶物质被逐渐溶解而随水流失，难溶物质则残留于原地。（） 17、土的结构和构造是一样的。（） 18、湖积土主要由卵石和碎石组成。（） 19、粗粒类土中砾粒组质量小于或等于总质量50%的土称为砂类土。（） 20、含细粒土砾和细粒土质砾没有区别。（） 21、一个土样做自由膨胀率试验，加水前土样的体积10ml, 加水膨胀稳定后体积18ml,那么它的自由膨胀率为80%。（）
22、沉积环境的不同，造成各类土的颗粒大小、形状、矿物成分差别很大。（） 23、风化作用不随着深度发生变化。（） 24、大多数土是在第四纪地质年代沉积形成的，这一地质历史时期距今大约有100万年左右。（） 25、在CO2、NO2和有机酸的作用下，水溶解岩石能力会大大增加。（） 26、水中的CO2对石灰岩的溶蚀不起作用。（） 27、通常称之为土的三相组成有固相、液相和气相。（） 28、为定量的描述土粒的大小及各种颗粒的相对含量，对粒径小于土粒常用筛分法。（） 29、砂土的不均匀系数Cu的计算公式为d30/d60。（） 30、常用颗粒分析试验方法确定各粒组的相对含量，常用的试验方法有筛分法和密度计法、比重瓶法。（） 31、某种砂土的不均匀系数Cu＝，曲率系数CC＝，该砂土可判定为级配良好。（） 32、土的结构最主要的特征是成层性。（） 33、不均匀系数反映大小不同粒组的分布情况，越大表示土粒大小的分布范围越大。（） 34、颗粒级配良好的土级配曲线比较平缓。（） 35、原生矿物与次生矿物成分和性质不同。（） 36、筛分法适用于粒径大于的细粒土。（） 37、某种砂土的不均匀系数Cu＝，该砂土可判定为级配良好。( ) 38、土的含水率试验方法有烘干法、酒精燃烧法和比重法。（） 39、酒精燃烧法可简易测定细粒土的含水率。（） 40、密度计法不是现场测定土的密度的方法。（） 41、土的物理指标中只要知道了三个指标，其它的指标都可以利用公式进行计算。（） 42、土的密度是指单位体积土的重量。（） 43、用比重瓶法测土的比重时应进行温度校正。（）
力学性能试验(重点明确)
力学性能试验 第二章力学性能试验取样基本知识（P18） 第一节试样类型及取样原则（P18） 一、取样依据：GB/T 2975-1998《钢及钢产品力学性能试验取样位 置及试验制备》 二、取样原则： 1、取样对力学性能试验结果的影响； 三要素： 取样部位： 1）加工过程中变形量各处不均匀 2）材料内部各种缺陷分布和金属组织不均匀 取样方向： 材料在加工过程中金属是沿晶粒主加工变形方向流动，晶粒被拉长并排成行，夹杂也沿主加工变形方向排列，因此材料性能各向异性。 例如：纵向试样（试样纵向轴线与主加工方向平行）和横向试样
（试样纵向轴线与主加工方向垂直）有较大差异：薄板材纵向试样抗拉强度，下屈服强度都高于横向试样，断面收缩率更是远远大于横向试样。 取样数量： 1）某些力学性能指标对试验条件和材料本身的特性十分敏感，单个试样结果不足以为信，应采用最小的取样数量； 2）试验结果的分散性及经济因素 2、样品的代表性； 一般性规定：GB/T 2975-1998 专门的规定： 产品材料标准和协议：①材料的平均性能；②取样方便； 一般取其最危险、最薄弱的部位，因为最薄弱、最危险处的力学性能决定了产品的性能；此外受力状态与零部件的受力状态相一致； 三、力学性能试验的试样类型： 1、从原材料上直接取样：
2、从产品（结构或零部件）的一定部位上取样； 3、把实物作为样品。 四、样坯切取方法：无论用什麽方法都应遵循以下原则： （1）应在外观及尺寸合格的材料上取样，试料应有足够的尺寸，以保证机加工出足够的试样进行规定的试验及复验； （2）取样时，应对样坯和试样做出不影响其性能的标记，以保证始终能识别取样的位置和方向； （3）取样的方向应按材料标准规定或双方协议执行； （4）切取样坯时，应防止因过热、过冷、加工硬化而影响其力学性能及工艺性能。 如果过热了怎么办？比如，采用火焰切割法取样时，由于材料是在火焰喷嘴下熔化而使样坯从整体上分离出来，在熔化区域附近，材料承受了一个从熔化到相变点（723℃）以下温度变化区域，这一局部的高温将会引起材料性能的很大变化，所以切割样坯（样坯切割线至试样边缘）必须留有足够的切割余量。这一余量的规定为：一般应不
岩土力学参数大全
常用岩土材料力学参数 (E, ν) 与(K, G)的转换关系如下： ) 21(3ν-= E K
) 1(2ν+= E G （7.2） 当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5，因为计算的K 值将会非常的高，偏离实际值很多。最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计)，然后再用K 和ν来计算G 值。 表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。 岩石的弹性（实验室值）（Goodman,1980） 表7.1 土的弹性特性值（实验室值）（Das,1980） 表7.2 各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况，横切各向同性弹性模型需要 5中弹性常量：E 1, E 3, ν12,ν13和G 13；正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。这些常量的定义见理论篇。 均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。 横切各向同性弹性岩石的弹性常数（实验室） 表7.3
7.3 固有的强度特性 在FLAC 3D 中，描述材料破坏的基本准则是摩尔-库仑准则，这一准则把剪切破坏面看作直线破坏面： s 13N f φσσ=-+ （7.7） 其中 )sin 1/()sin 1(N φφφ-+= 1σ——最大主应力 (压缩应力为负); 3σ——最小主应力 φ——摩擦角 c ——粘聚力 当0f s <时进入剪切屈服。这里的两个强度常数φ和c 是由实验室的三轴实验获得的。当主应力变为拉力时，摩尔-库仑准则就将失去其物理意义。简单情况下，当表面的在拉应 力区域发展到3σ等于单轴抗拉强度的点时，t σ ，这个次主应力不会达到拉伸强度—例如； t 3t f σσ-= （7.8） 当0f t >时进入拉伸屈服。岩石和混凝土的抗拉强度通常有由西实验获得。注意，抗拉强度不能超过σ3, 这是和摩尔-库仑关系的顶点的限制是一致的。最大的值由下式给出 φ σtan c t max = （7.9） 表7.4列出了一系列具有代表性的典型的岩石标本的粘聚力、摩擦角和抗拉强度值。土体的具有代表性的典型粘聚力和摩擦角的具有代表性的典型值见表7.5。土体强度用无侧限抗压强度u q 表示，u q 与粘聚力C 和摩擦角φ的关系由下式确定 /2)2ctan(45q u φ+= （7.10） 岩石的强度特性值（实验室测定） 表7.4
实验六三轴试验
实验六：三轴试验 一、基本原理 三轴剪切试验是用来测定试件在某一固定周围压力下的抗剪强度，然后根据三个以上试件，在不同周围压力下测得的抗剪强度，利用莫尔-库仑破坏准则确定土的抗剪强度参数。 三轴剪切试验可分为不固结不排水试验（UU ）、固结不排水试验（CU ）以及固结排水剪试验（CD ）。 1、不固结不排水试验：试件在周围压力和轴向压力下直至破坏的全过程中均不允许排水，土样从开始加载至试样剪坏，土中的含水率始终保持不变，可测得总抗剪强度指标U C 和U φ； 2、固结不排水试验：试样先在周围压力下让土体排水固结，待固结稳定后，再在不排水条件下施加轴向压力直至破坏，可同时测定总抗剪强度指标CU C 和CU φ或有效抗剪强度指标C ′和φ′及孔隙水压力系数； 3、固结排水剪试验：试样先在周围压力下排水固结，然后允许在充分排水的条件下增加轴向压力直至破坏，可测得总抗剪强度指标d C 和d φ。 二、试验目的 1、了解三轴剪切试验的基本原理； 2、掌握三轴剪切试验的基本操作方法； 3、了解三轴剪切试验不同排水条件的控制方法和孔隙压力的测量原理； 4、进一步巩固抗剪强度的基本理论。 三、试验设备 1、三轴剪力仪（分为应力控制式和应变控制式两种）。 （1）三轴压力室：压力室是三轴仪的主要组成部分，它是由一个金属上盖、底座以及透明有机玻璃圆筒组成的密闭容器，压力室底座通常有3个小孔分别与围压系统以及体积变形和孔隙水压力量测系统相连。 （2）轴向加荷传动系统：采用电动机带动多级变速的齿轮箱，或者采用可控硅无级调速，根据土样性质及试验方法确定加荷速率，通过传动系统使土样压力室自下而上的移动，使试件承受轴向压力。 （3）轴向压力测量系统：通常的试验中，轴向压力由测力计（测力环或称应变圈等等）来反映土体的轴向荷重，测力计为线性和重复性较好的金属弹性体组成，测力计的受压变形由百分表测读。轴向压力系统也可由荷重传感器来代替。 （4）周围压力稳压系统：采用调压阀控制，调压阀当控制到某一固定压力
钢材力学性能标准一览表
钢材力学性能指标汇总表 钢筋的公称横截面积与公称重量 公称直径，mm 公称横截面积mm 2 公称重量，Kg/m 6.5 33.18 8 50.27 0.395 10 78.54 0.617 12 113.1 0.888 14 153.9 1.21 16 201.1 1.58 18 254.5 2.00 20 314.2 2.47 22 380.1 2.98 25 490.9 3.85 28 615.8 4.83 32 804.2 6.31 36 1018 7.99 40 1257 9.87 50 1964 15.42 注：表中公称重按密度为7.85g/cm3计算。 一、钢筋混凝土用热轧带肋钢精GB1499-1998 1、力学性能 牌号公称直径mm 屈服点σsMpa 抗拉强度σbMpa 伸长率δs% 不小于 HRB335 6~25 28~50 335 490 16 HRB400 6~25 28~50 400 570 14 HRB500 6~25 28~50 500 630 12 2、弯曲性能（按下表规定的弯心直径弯曲180°后，钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹） 牌号公称直径mm 弯曲试验弯心直径 HRB335 6~25 28~50 3a 4a HRB400 6~25 28~50 4a 5a HRB500 6~25 28~50 5a 7a 二、钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB13013-91 表面形状钢筋级别强度等级代号公称直径mm 屈服点σsMpa 抗拉强度σbMpa 伸长率δs% 冷弯d弯心直径a公称直径 不小于 光圆Ι R235 8~20 235 370 25 180°d=a 三、低碳钢热轧圆盘条GB/T701-1997 牌号屈服点σsMpa 抗拉强度σbMpa 伸长率δs% 冷弯180°d弯心直径a公称直径 不小于 Q215 215 375 27 d=0 Q235 235 410 23 d=0.5a 四、冷轧扭钢筋JG3046-1999
水泥土物理力学性质试验研究
水泥土物理力学性质试验研究 Water soil physical and mechanical properties of the experimental research 摘要：基于山东省济菏高速公路软基加固试验资料的分析，探讨了水泥土的物理力学性能及其变化规律。结果表明，影响水泥土抗压强度的主要因素有水泥掺量、龄期和含水率，水泥土抗压强度随水泥掺量的增大而增大，两者呈幂函数关系，随龄期的增长而增大，随土样含水率的增加而迅速降低。其应力-应变关系呈非线性关系，表现为弹塑性材料的性质。另外水泥土的压缩系数随水泥掺量的增加而减小，变形模量、抗拉强度和抗剪强度都随抗压强度的增大而增大。 关键词：水泥土；强度；变形；水泥掺量；龄期；含水率 Abstract: based on the shandong province He highway has soft foundation reinforcement test data analysis, probes into the soil water of physical and mechanical performance and the changing laws. The results showed that soil water influence the compressive strength of cement content is the main factors, and moisture content of cement, water the compressive strength of the cement soil with the mixed quantity increases, both a power function relation between, along with the growth of the age increases with the increase of the moisture content of the soil sample lowers quickly. The nonlinear stress-strain relationship, for the performance of the elastic-plastic material properties. In addition of cement-treated soil cement mixed quantity compression coefficient with the increase and decrease, elastic modulus, tensile strength and shear strength as the compressive strength increases. Keywords: water soil; Strength; Deformation; Cement mixed quantity; ); Moisture content 1引言 济菏高速公路地处黄河下游东部黄泛冲积平原，沿线为第四纪覆盖区，出露地层主要为第四纪粉土、粘性土、砂土等，厚度150m-400m。根据野外地质钻探及室内土工试验等勘察资料综合分析，部分路段属于软土地基需进行加固处理，经多方案比较，决定采用水泥土搅拌法。水泥土搅拌法是加固软弱地基的一种新型技术，是以水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和水泥强制搅拌，利用水泥和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基［1］。目前这项技术的发展仅经历三十年，无论从加固机理到设计计算方法或者施工工艺均存在有待完善的地方，有些还处于半理论半经验的状态，再加上施工的隐蔽性，因此对水泥土进行室内试验研究是保证地基加固效果的重要途径。本文结合济菏高速公路工程水泥土搅拌法软基加固实例，通过室内试验，探讨水泥土的物理力学性能及其变化规律，为高速公路软土地基加固提供理论依据。 1、Introduction
土力学名词解释
名词解释： 绪论 1、土力学：是利用力学的一般原理，研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、 温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。 2、土：是矿物或岩石碎屑构成的松软集合体。由固体、液体和气体所组成的混合物。 土的性质：结构性质——生成和组成 结构和构造 物理性质——三相比例指标 无粘性土的密实度 粘性土的水理性质 土的渗透性 力学性质——击实性 压缩性 抗剪性 地基、基础：地基是直接承受建筑物荷载影响的那一部分地层。基础是将建筑物承受的各种荷裁传递到地基上的下部结构。 岩土工程：是根据工程地质学、土力学及岩石力学理论、观点与方法，为了整治、利用和改造岩、土体，使其为实现某项工程目的服务而进行的系统工作。 第一章 1、土的形成过程：地球表面的岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积作用形成的松散沉积物，称为“土”。 2、风化作用：风化作用主要包括物理风化和化学风化，物理风化是指由于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震等引起的物理力使岩体崩解、碎裂的过程，这种作用使岩体逐渐变成细小的颗粒。化学风化是指岩体与空气、水和各种水溶液相互作用过程，这种作用不仅使岩石颗粒变细，更重要的是使岩石成分发生变化，形成大量细微颗粒和可溶盐类。 3、搬运、沉积： 4、土的组成：是由固相、液相、气相组成的三相分散体系。 5、土中三相：固相、液相、气相 6、粒径、粒组：土粒的大小称为粒度，通常以粒径表示。介于一定粒度范围内的土粒，称为力组。 7、级配指标：不均匀系数、曲率系数 8、矿物成分：原生矿物、次生矿物、有机质、粘土矿物、无定形氧化物胶体、可溶盐 9、粘土矿物：由原生矿物经化学风化后所形成的新矿物。 10、结合水：当土粒与水相互作用时，土粒会吸附一部分水分子，在土粒表面形成一定厚度的水膜，成为结合水。 11、自由水：自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的水。 12、土的结构：单粒结构、蜂窝结构、絮状结构 13、土的结构性： 14、粘性土灵敏度：是指粘性土的原状土的无侧限抗压强度与重塑土的无侧限抗压强度比值。 15、土的触变性：土受到剪切时，稠度变小，停止剪切时，稠度又增加或受到剪切时，稠度变大，停止剪切时，稠度又变小的性质，即一触即变的性质。
动三轴沙土液化实验报告
砂土液化动三轴实验报告 、实验目的 通过试验，掌握试样的制备方法、动三轴试验仪的使用方法、动三轴测定土的抗液化强度的基本操作以及试验数据的处理。 二、实验仪器 振动三轴仪，托盘天平，游标卡尺，击实仪等。 三、实验原理振动液化是饱和土在动荷载作用下丧失其原有强度而转变为一种类似液体状态的现象。 在本试验中，借助动三轴仪对已饱和的砂土施加振动荷载，观察并记录土样中孔隙水压力的变化，一旦试验内部的超静孔隙水压力到达试样的围压，则出现液化现象。 如果将地震作用视为由基岩向上传递的剪切波，则当地面近于水平时，在地基内任一水平面上，地震前只有法向应力σ,没有剪应力T错误！未找到引用源。即τ=0;地震时的地震作用将引起一个反复循环作用的剪应力±τ而法向应力仍然保持σ不变。这样我们可以通过动三轴仪试样中45o面上应力的变化来模拟地震时地基中任一水平面上的应力状态。此时，地震前的应力状态就相当于在试样上施加一个均等的固结应力，即σc= σc= σ;在地震期间，可以用在轴向施加轮番增加和减少的动应力也，径向压力保持不变。此时单向激震动三轴的应力条件可视为与地震时的应力条件相等效。 四、实验步骤 1.试样制备
（1）用托盘天平称取153g干砂和10ml水，将两者均匀混合。 （2）将土样分成4份依次装入击实筒中，分层击实，每次击实高度为2cm，为了防止土样分层，每层击实后应将试样表面打毛。最后一次击实后，土柱高度为8cm,直径为3.91Cm,密度为1.697g∕cm3 （3）用抽气法使乳胶薄膜与样模的周壁紧贴，形成要求的体积和形状的空腔，将压实制备好的土样放入样模中，然后在负压下进行脱模。 （4）在套有乳胶模的试样两侧安装上透水石。 2.试样安装 将制备好的套有乳胶薄膜和安好透水石的试样，固定在三轴仪上，将试样的乳胶薄膜分别套在三轴仪的试样帽和试样座上，并用橡皮条将乳胶薄膜与试样帽和试样座勒紧。 3.试样饱和 试样采用抽气法使试样饱和。具体步骤如下： （1）关闭排水阀，打开抽气阀，从试样的上部抽气，向三轴试验仪的压力室内充水，使水没过试样少许即可。 （2）抽气持续15-20 分钟后，打开排水阀，使水缓慢的从试样底进入试样，使土样饱和。注意玻璃管内的水位变化，及时向玻璃管内加水。 （3）当水从试样顶部的抽气管流出后，关闭抽气阀。此时玻璃管内的水位仍在下降，说明水仍在流入试样中，先不要关闭排水阀，持续一段时间，待玻璃管内的水位与压力室内的水位持平，并且不再下降时，关闭排水阀。 4.试样固结 （1）保持排水阀、抽气阀关闭，将控制柜上显示的孔隙水压力调零。 （2）保持排水阀、抽气阀关闭，向试样施加100kPa 的围压。观察控制柜上显示的空隙水压力的最终值，如果孔隙水压力大于或等于95kPa,此时认为土样 已经充分饱和。 （3）如果土样充分饱和，则打开排水阀，进行排水固结。