无粘性土休止角试验
无粘性土休止角试验（一）试验目的
测定无粘性土在风干状态下和在水下状态的休
止角。适用于不含粘粒或粉粒的纯砂土。
（二）试验原理
休止角是无粘性土在松散状态堆积时，其天然
坡面和水平面所形成的最大坡角。其数值接近于疏
松土样的内摩擦角。
（三）试验设备
1．休止角测定仪：如附图12－1所示
2．其它：勺、水槽等。
（四）试验步骤
1．制备土样：取代表性的充分风干试样若干kg。
并选择相应的圆盘。
附图12－1 休止角测定仪
1－底盘；2－圆盘；3－铁杆；
4－制动器；5－水平螺丝
2．开始试验：转动制动盘，使圆盘落在底盘中。用勺小心地沿铁杆四周倾倒试样，勺离试样表面的高度应始终保持在1cm左右，直至圆盘外缘完全盖满为止。
3．测记读数：慢慢转动制动盘，使圆盘平稳升起，直至离开底盘内的试样为止。读记锥顶与铁杆接触处的刻度（tgαc）。如果测定水下状态的天然坡角，则将盛满试样的圆盘慢慢地沉入水槽中，当锥体全部淹没水中后，即停止下降，待其充分饱和，直至无气泡上升为止。然后慢慢转动制动器，使圆盘升起，当锥体露出水面时，测记锥顶与铁杆接触处的刻度（tgαm）。
4．查表求值：将测得的tgαc和tgαm值，在三角函数表中查取休止角。
（五）试验注意事项
1．必须要取干砂做试验。
2．需进行二次平行测定，取其算术平均值，以整数（度）表示。
（六）试验记录（见附表12－1）
无粘性土休止角试验记录表
附表12－1
工程名称中山土样说明风干砂试验者陈炳崇
土样编号21~22 试验日期2003.6.22 校核者黄国怡
粘性土的动力特性实验及数值模拟
粘性土的动力特性实验及数值模拟 戴文亭,陈 星,张弘强 吉林大学交通学院,长春 130025 摘要:使用产自日本的DT C-306型多功能电液伺服动态三轴仪,对粉质粘土进行动三轴试验。在试验提供的各种参数和数据的基础上,利用有限元程序A BA Q U S 建立动三轴试件的三维有限元模型,模拟在循环荷载作用下粉质粘土的动力变形特性;并通过与动三轴试验相关数据的大量对比分析,验证了模型的可靠性。然后在建立的三维有限元模型的基础上,进一步用数值模拟的方法研究了土体动力变形与各影响因素间的关系,得出如下结论:初始弹性模量、阻尼系数、受荷形式对土的塑性变形影响最大,应力幅值、围压、频率、加荷周数次之,加载波形的影响最小,不同波形对塑性变形的影响取决于荷载最大值时历时的长短。有限元数值模拟方法在一定程度上可以替代动三轴实验。 关键词:动三轴;循环荷载;动力特性;有限元法;数值模拟;粘性土 中图分类号:P642.11 文献标识码:A 文章编号:1671-5888(2008)05-0831-06 收稿日期:2008-03-07 基金项目:国家/8630项目(2007A A11Z114) 作者简介:戴文亭(1964)),男,江苏丰县人,副教授,博士,主要从事道路岩土工程方面的教学与研究工作,E -ma il:da-i w enting 64@163.co m 。 Experiment and Nu merical Simulation of Dynamic Behavior for Cohesive Soils DAI Wen -ting,CH EN Xing ,ZH A NG H ong -qiang Colleg e of Tr ansportation and Tr af f ic ,J ilin Univ er sity ,Ch angch un 130025,China Abstract:T he dy namic tr-i ax ial instr um ent of DT C -306m ade in Japan is used to make cy clic tr-i ax ial test o f silty clay under dy nam ical loading by lo ad control.On the basis o f various parameters and data offered fr om the test,utilizing comm on finite element procedur e ABAQUS to set up the three -d-i m ensio nal finite element mo del of the dy nam ic tr-i ax ial sam ple,the dynamical defor mation behavior o f silty clay under cy clic load is simulated.T hr oug h a lot of co ntrast analy sis to the dynamic tr-i ax ial test relation data,the r eliability of the m odel is validated.Then based on the finished three -dim ensional f-i nite element m odel,the relationship betw een dy namic deform ation and the influence factors is re -searched,and the results are as follo w s:the first im po rtant influential factors of so il plastic defo rmatio n ar e initial elastic modulus,damping facto r and ty pe of cy clic load,then the m ag nitude of cyclic lo ad,sur -r ounding stress,frequency and the number of cyclic times,and the m inimum influential facto r is type o f load w av e.T he numerical sim ulation method of finite elem ent can substitute the dynamic tr-i ax ial test to a certain ex tent. Key words:dynam ic tr-i ax ial test;cyclic load;dynamical behav io r;finite elem ent method;numer-i cal sim ulation;viscosity soil 第38卷 第5期 2008年9月 吉林大学学报(地球科学版) Jour nal of Jilin U niver sity(Ea rth Science Editio n) Vo l.38 No.5 Sep.2008
地基岩土的分类及工程特性指标
地基岩土的分类及工程特性指标 4．1岩土的分类 4．1．1作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。 4．1．2岩石的坚硬程度和完整程度可按本规范第4.1.3~4.1.4条划分。 4．1．3岩石的坚硬程度应根据岩块的饱和单轴抗压强度f rk按表4.1.3分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩。当缺乏饱和单轴抗压强度资料或不能进行该项试验时，可在现场通过观察定性划分，划分标准可按本规范附录A.0.1条执行。岩石的风化程度可分为未风化、微风化、中等风化、强风化和全风化。 表4.1.3岩石坚硬程度的划分 坚硬程度类别坚硬岩较硬岩较软岩软岩极软岩 饱和单轴抗压强度 标准值f rk(MPa) >6060≥f rk>3030≥f rk>1515≥f rk>5≤5 4．1．4岩体完整程度应按表4.1.4划分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎。当缺乏试验数据时可按本规范附录A.0.2条确定。 表4.1.4岩体完整程度划分 完整程度等级完整较完整较破碎破碎极破碎 完整性指数>0.750.75～0.550.55～0.350.35～0.15<0.15 注：完整性指数为岩体纵波波速与岩块纵波波速之比的平方。选定岩体、岩块测定波速时应有代表性。4．1．5碎石土为粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。碎石土可按表4.1.5分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。 表4.1.5碎石土的分类 土的名称颗粒形状粒组含量 漂石块石圆形及亚圆形为主 棱角形为主 粒径大于200mm的颗粒含量超过 全重50% 卵石圆形及亚圆形为主粒径大于20mm的颗粒含量超过
碎石棱角形为主全重50% 圆砾角砾圆形及亚圆形为主 棱角形为主 粒径大于2mm的颗粒含量超过全 重50% 注：分类时应根据粒组含量栏从上到下以最先符合者确定。 4．1．6碎石土的密实度，可按表4.1.6分为松散、稍密、中密、密实。 表4.1.6碎石土的密实度 重型圆锥动力触探锤击数N63.5密实度 N63.5≤5松散 5
01第一章 土的物理性质及工程分类
兰州交通大学博文学院教案 课题: 第一章土的物理性质及工程分类 一、教学目的：1.了解土的生成和工程力学性质及其变化规律； 2.掌握土的物理性质指标的测定方法和指标间的相互转换； 3.熟悉土的抗渗性与工程分类。 二、教学重点：土的组成、土的物理性质指标、物理状态指标。 三、教学难点：指标间的相互转换及应用。 四、教学时数： 6 学时。 五、习题：
第一章土的物理性质及工程分类 一、土的生成与特性 1.土的生成 工程领域土的概念：土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物，土与岩石的区分仅在于颗粒胶结的强弱，土和石没有明显区分。 土的生成:岩石在各种风化作用下形成的固体矿物、流体水、气体混合物。 不同风化形成不同性质的土，有下列三种： （1）物理风化：只改变颗粒大小，不改变矿物成分。由物理风化生成土为粗粒土（如块碎石、砾石、砂土），为无粘性土。 （2）化学风化：矿物发生改变，生成新成分—次生矿物。由化学风化生成土为细粒土，具有粘结力（粘土和粘质粉土），为粘性土。 （3）生物风化：动植物与人类活动对岩体的破坏。矿物成分没有变化。 2.土的结构和构造 （1）土的结构 定义：土颗粒间的相互排列和联结形式称为土的结构。 1)种类： ●单粒结构：每一个颗粒在自重作用下单独下沉并达到稳态。 ●蜂窝结构：单个下沉，碰到已下沉的土颗粒，因土粒间分子引力大于重力不再下沉，形成大孔隙蜂窝状结构。 ●絮状结构：微粒极细的粘土颗粒在水中长期悬浮，相互碰撞吸引形成小链环状土集粒。小链之间相互吸引，形成大链环，称絮状结构。 图1.1 土的结构 3）工程性质： 密实的单粒结构工程性质最好，蜂窝结构与絮状结构如被扰动破坏天然结构，则强度低、压缩性高，不可用做天然地基。
《土动力学实验》
《土动力学实验》课程教学大纲 课程编号：031157 学分：0 周数：0.75周 大纲执笔人：黄茂松大纲审核人：李镜培 说明：《土动力学实验》是033027《土动力学》及031349《土动力学与基础抗震》课程的实验部分，该课程有课号、有学时、无学分。 一、实验性质与目的 《土动力学实验》是土木工程专业的实践环节课程。 其主要教学目的为：使学生了解土的动力特性，掌握地震区场地评价方法，了解砂土液化的基本概念及评价方法和处理措施，掌握基础振动分析方法并能够进行动力基础的设计，掌握地基基础的抗震强度验算方法以及抗震措施，掌握一些基本的实验方法如：地基土动力参数的测试、基础动力测试、桩基础动力检测等。 二、课程面向专业 土木工程专业 三、实验基本要求 1．通过实验掌握振动理论以及波动理论中的有关知识； 2．通过实验掌握波速测试的方法； 3．通过实验掌握激振法测试地基土动力特性参数的操作与数据处理。 四、实验教学基本内容 1．振动模型实验：对一质量－弹簧－阻尼体系激振，采集振动信号，采用质量－弹簧－阻尼体系振动理论分析振动数据。 2．波动模型实验：对一杆件的杆端进行激振，采集振动信号，采用应力波在一维杆件中的传播方程对数据进行处理。 3．波速测试现场实验：采用跨孔法测试地基土的剪切波波速。 4．激振法现场实验：采用竖向强迫激振法测试地基土的抗压刚度系数。 五、实验内容和主要仪器设备与器材配置
六、实验预习和实验报告的要求、考核方式 学生应当在实验以前掌握与实验有关的各方面的知识，如理论方面、操作方面、数据处理方面、工程应用方面。实验结束后编写实验报告，实验报告中要包括上面提到的四方面的内容。考核方式包括以下几个方面：1、实验操作；2、数据处理；3、报告编写。 七、学时分配 八、教材、实验指导书与主要参考书 教材： 《土动力学》，自编教材。 主要参考书： 《土与基础振动》，F.E Richart,Jr.U .S .A。 《土动力学》，Dao U.S.A浙江大学翻译。 实验指导书名称： 《土动力学基础》
第一章土的物理性质及工程分类及答案
第一章土的物理性质及工程分类 一、思考题 1、土是由哪几部分组成的？ 2、建筑地基土分哪几类？各类土的工程性质如何？ 3、土的颗粒级配是通过土的颗粒分析试验测定的，常用的方法有哪些？如何判断土的级配情况？ 4、土的试验指标有几个？它们是如何测定的？其他指标如何换算？ 5、粘性土的含水率对土的工程性质影响很大，为什么？如何确定粘性土的状态？ 6、无粘性土的密实度对其工程性质有重要影响，反映无粘性土密实度的指标有哪些？ 二、选择题 1、土的三项基本物理性质指标是（） A、孔隙比、天然含水率和饱和度 B、孔隙比、相对密度和密度 C、天然重度、天然含水率和相对密度 D、相对密度、饱和度和密度 2、砂土和碎石土的主要结构形式是（） A、单粒结构 B、蜂窝结构 C、絮状结构 D、层状结构 3、对粘性土性质影响最大的是土中的( ) A、强结合水 B、弱结合水 C、自由水 D、毛细水 4、无粘性土的相对密实度愈小，土愈（） A、密实 B、松散 C、居中 D、难确定 5、土的不均匀系数C u 越大，表示土的级配（） A、土粒大小不均匀，级配不良 B、土粒大小均匀，级配良好 C、土粒大小不均匀，级配良好 6、若某砂土的天然孔隙比与其能达到的最大孔隙比相等，则该土（） A、处于最疏松状态 B、处于中等密实状态 C、处于最密实状态 D、无法确定其状态 7、无粘性土的分类是按（） A、颗粒级配 B、矿物成分 C、液性指数 D、塑性指数 8、下列哪个物理性质指标可直接通过土工试验测定（） A、孔隙比 e B、孔隙率 n C、饱和度S r D、土粒比重 d s 9、在击实试验中，下面说法正确的是（） A、土的干密度随着含水率的增加而增加 B、土的干密度随着含水率的增加而减少 C、土的干密度在某一含水率下达到最大值，其它含水率对应干密度都较小 10、土粒级配曲线越平缓，说明（）
土的物理性质及工程分类
第一章 土的物理性质及工程分类 土是三相体——固相（土颗粒）、液相（土中水）和气相（土中空气）。 固相：是由难溶于水或不溶于水的各种矿物颗粒和部分有机质所组成。 1.土粒颗粒级配（粒度） a.土粒大小及其粒组划分 b.土粒颗粒级配（粒度成分）土中各粒组相对含量百分数称为土的粒度或颗粒级配。 粒径大于等于0.075mm 的颗粒可采用筛分法来区分。 粒径小于等于0.075mm 的颗粒需采用水分法来区分。 颗粒级配曲线 斜率: 某粒径范围内颗粒的含量。陡—相应粒组质量集中；缓--相应粒组含量少；平台--相应粒组缺乏。 特征粒径: d 50 : 平均粒径；d 60 : 控制粒径；d 10 : 有效粒径；d 30 粗细程度： 用d 50 表示。 曲线的陡、缓或不均匀程度：不均匀系数C u = d 60 / d 10 ，Cu ≤5,级配均匀，不好Cu ≥10,，级配良好， 连续程度:曲率系数C c = d 302 / (d 60 ×d 10 )。较大颗粒缺少，Cc 减小；较小颗粒缺少，Cc 增大。Cc = 1~ 3, 级配连续性好。 粒径级配累积曲线及指标的用途： 1）粒组含量用于土的分类定名；2）不均匀系数Cu 用于判定土的不均匀程度：Cu ≥ 5, 不均匀土； Cu < 5, 均匀土；3）曲率系数Cc 用于判定土的连续程度：C c = 1 ~ 3，级配连续土；Cc > 3或Cc < 1,级配不连续土。4）不均匀系数Cu 和曲率系数Cc 用于判定土的级配优劣：如果 Cu ≥ 5且C c = 1 ~ 3，级配良好的土；如果 Cu < 5 或 Cc > 3或Cc < 1, 级配不良的土。 土粒的矿物成份——矿物分为原生矿物和次生矿物。 原生矿物：岩浆在冷凝过程中形成的矿物（圆状、浑圆状、棱角状） 次生矿物：原生矿物经化学风化后发生变化而形成。（针状、片状、扁平状） 粗粒土：原岩直接破碎，基本上是原生矿物，其成份同生成它们的母岩。 粘性土（细粒土）是由次生矿物组成，主要是粘土矿物。（粘土颗粒本身带负电） <二>、土中水 土中水存在于土体的孔隙中或土粒表面，分为自由水和结合水。自由水就是我们通常所说的地下水，结合水是指受到电分子引力作用而吸附在土粒表面的水。 结晶水——矿物内部的水 结合水——吸附在土颗粒表面的水（强结合水和弱结合水） 自由水——电场引力作用范围之外的水（重力水和毛细水）重力水：在重力作用下可在土中自由流动。毛细水：存在于固气之间，在重力与表面张力作用下可在土粒间空隙中自由移动 <三>. 土中气体 自由气体：与大气连通，对土的性质影响不大 封闭气体：增加土的弹性；阻塞渗流通道，可能会形成“橡皮土”。 土的三相比例指标——反映三相组成间数量关系的指标称为三相比例指标。它是评价土体工程性质的基本参数。 m ——水、土总质重，kg ；m s ——土颗粒质量，kg ；m w ——土中水质量，kg 。且m=m s +m w 。 V---土体总体积，m 3；Vs---土粒体积，m 3；V w ---土中水体积，m 3；Va---土中气体体积，m 3；V V ---土中孔隙体积，m 3。且V=V s +V V ；V V =V a + V w 。 土的三项基本物理指标 密度ρ：单位体积土的质量 常见值： 重力密度γ：单位体积土的重量 常见值： 土粒密度ρs ：土中固体颗粒单位体积的质量 土粒相对密度ds ：土颗粒重量与同体积4°C 时纯水的重量比。 常见值：砂土——26.5～26.9粉土——27.0～27.1粘性土——27.2～27.4 土的含水量ω：土中水的质量与固体颗粒质量的比值 常见值：砂土——（0～4）％ ； 粘性土——（20～60）％ V m =ρ) (V g m 3m N g ?=?=ργ3)22~16(m kN =γs s s V m = ρ即： s s s V W d ?= ωγ 3 )2200~1600(m k g =ρ(%)100?=s w m m ω
土的物理性质与工程分类习题解答全概要
二 土的物理性质与工程分类 一、填空题 1. 土是由固体颗粒、_________和_______组成的三相体。 2. 土颗粒粒径之间大小悬殊越大，颗粒级配曲线越_______，不均匀系数越______，颗粒级配越______。为了获得较大的密实度，应选择级配________的土料作为填方或砂垫层的土料。 3. 塑性指标P I =________，它表明粘性土处于_______状态时的含水量变化范围。 4. 根据___________可将粘性土划分为_________、_________、_________、________、和___________五种不同的软硬状态。 5. 反映无粘性土工程性质的主要指标是土的________，工程上常用指标________结合指标________来衡量。 6. 在土的三相指标中，可以通过试验直接测定的指标有_________、_________和________，分别可用_________法、_________法和________法测定。 7. 土的物理状态，对于无粘性土，一般指其________；而对于粘性土，则是指它的_________。 8. 土的结构是指由土粒单元的大小、形状、相互排列及其连接关系等因素形成的综合特征，一般分为_________、__________和__________三种基本类型。 9. 土的灵敏度越高，结构性越强，其受扰动后土的强度降低就越________。 10. 工程上常用不均匀系数u C 表示土的颗粒级配，一般认为，u C ______的土属级配不良，u C ______的土属级配良好。有时还需要参考__________值。 11. 土的含水量为土中_______的质量与_________的质量之比。 12. 某砂层天然饱和重度sat γ20=KN/m 3，土粒比重的68.2=s d ，并测得该砂土的最 大干密度33max 1.7110kg /m d ρ=?，最小干密度33min 1.5410kg /m d ρ=?，则天然孔隙比e 为 ______，最大孔隙比m ax e 为______，最小孔隙比m in e 为______。 13. 岩石按风化程度划分为__________，__________，________；按其成因可分为_________，_________，_________；按坚固程度可划分为_________，_________。 14.砂土是指粒径大于______mm 的颗粒累计含量不超过总质量的______，而粒径大于______mm 的颗粒累计含量超过总质量的______的土。 15. 土由可塑状态转到流动状态的界限含水量叫做_________，可用_________测定；土由半固态转到可塑状态的界限含水量叫做________，可用___________测定。 16. 在击实试验中，压实功能越大，得到的最优含水量越______，相应得到的最大干密度越______。 17. 土按颗粒级配和塑性指数可分为________、________、________、_______四种土。 18. 土中液态水按其存在状态可分为________、__________。 19. 工程上常按塑性指数的大小把粘性土分为__________、__________两种；其相应的塑性指数范围分别为__________、__________。
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土的物理性质与工程分类习题解答全
二 土的物理性质与工程分类 一、填空题 1. 土是由固体颗粒、_________和_______组成的三相体。 2. 土颗粒粒径之间大小悬殊越大，颗粒级配曲线越_______，不均匀系数越______，颗粒级配越______。为了获得较大的密实度，应选择级配________的土料作为填方或砂垫层的土料。 3. 塑性指标P I =________，它表明粘性土处于_______状态时的含水量变化范围。 4. 根据___________可将粘性土划分为_________、_________、 _________、________、和___________五种不同的软硬状态。 5. 反映无粘性土工程性质的主要指标是土的________，工程上常用指标 ________结合指标________来衡量。 6. 在土的三相指标中，可以通过试验直接测定的指标有_________、_________和________，分别可用_________法、_________法和________法测定。 7. 土的物理状态，对于无粘性土，一般指其________；而对于粘性土，则是指它的_________。 8. 土的结构是指由土粒单元的大小、形状、相互排列及其连接关系等因素形成的综合特征，一般分为_________、__________和__________三种基本类型。 9. 土的灵敏度越高，结构性越强，其受扰动后土的强度降低就越________。 10. 工程上常用不均匀系数u C 表示土的颗粒级配，一般认为，u C ______的土属级配不良，u C ______的土属级配良好。有时还需要参考__________值。 11. 土的含水量为土中_______的质量与_________的质量之比。 12. 某砂层天然饱和重度sat γ20=KN/m 3，土粒比重的68.2=s d ，并测得该砂土的最大干密度33max 1.7110kg /m d ρ=?，最小干密度33min 1.5410kg /m d ρ=?，则 天然孔隙比e 为______，最大孔隙比m ax e 为______，最小孔隙比m in e 为______。 13. 岩石按风化程度划分为__________，__________，________；按其成因可分为
土动力学试验测试方法简介
土动力学试验测试方法简介 摘要：本文针对土动力学特征主要介绍了振动三轴试验方法的原理、试验仪器 及发展概况，同时对几种试验方法简单对比，并对DDS-70型动三轴仪试验方法 与计算原理进行了详细阐述。 关键词：动三轴：剪切模量：阻尼比 1 振动三轴试验基本原理 三轴试验分为静三轴与动三轴两种。静三轴试验是在三向静应力作用下，根 据摩尔-库仑破坏准则确定土的强度参数凝聚力与内摩擦角。动三轴与静三轴不同，属于土的动态测试内容，是室内进行土的动力特性测定时较普遍采用的一种方法，被用来测定土在三向动应力作用下的动力特性指标。 土的动力特性主要指变形特性和强度特性。变形特性即动应力—应变关系； 强度关系除了土的一般动强度外，还包括可液化土的振动液化强度。土体动态测 试技术，直接影响土动力学特性研究和土体动力分析计算的发展，起着正确揭示 土的动力特性规律和完善分析计算理论的重要作用，是土动力学发展的基础。在 室内进行土的动力特性试验，主要包括两方面的内容：一是土的动强度，用以分 析大变形条件下地基和结构物的稳定性，特别是砂土的振动液化问题；一是确定 剪切模量和阻尼比，用于计算在小变形的条件下土体在一定范围内的位移、速度、加速度和应力随时间的变化。 2 试验仪器与发展概况 振动三轴仪一般包括压力室、激振设备和量测设备三个系统。在量测设备方面，一般采用电测设备，即将动力作用下的动孔隙水压力、动变形和动应力的变 化纪录，通过传感器转换成电量或电参数的变化，在经过放大，推动光电示波器 的振子偏转，引起光点移动，并在紫外线滤光纸带上分别记录。振动三轴仪的激 振设备，根据产生激振力方式不同，可以分为电-磁激震式、惯性激振式和电-气 激振式等类型。每种类型又可分为单向激振和双向激振两种。 1959年，我国水电部水利水电科学研究院开始利用加在试件上端重量的惯性 作用产生的轴向振动应力研制单向振动三轴仪。1964年，中国科学院工程力学研 究所制成电磁式单向激振式三轴仪，研究土体变形模量和阻尼问题。1975年，安 徽水利科学研究所试制惯性力双向激振式振动三轴仪。1976年，由北京市地形地 质勘测处和北京市科学仪器修配厂等单位合作。制成DSZ-100型振动三轴仪。1976年，西北农学院研制电气单向激振式三轴仪和气动双向激振式三轴仪。中国 地震局工程力学研究所在1982年首先研制成了固定一自由端GZ一1型共振柱仪，后来又不断改进。1999年，为了对深层大应力状态下黄土试样和黄土层下覆强风 化岩层进行动三轴试验，中国地震局兰州地震研究所与天水红山试验机有限公司 共同研制了20 kN动三轴试验机。近年来，北京新技术应用研究所为很多科研单 位和院校试制了一批电磁式振动三轴仪，采用微机控制和数据处理。南京工业大 学岩土工程研究所近年也自行研制了GZ一1型共振（自振）柱仪。振动三轴仪 在国外发展较早，目前应用最广的就是英国GDS公司研制生产了采用电机控制并 双向施加动荷载动三轴试验系统。 3 试验方法概述 实验室测定土的动模量和阻尼比已有很多的研究成果，己成为较成熟的技术
角焊缝地焊接既计算
第三章连接返回 §3-3角焊缝的构造和计算 3.3.1角焊缝的构造 一、角焊缝的形式和强度 角焊缝（fillet welds）是最常用的焊缝。角焊缝按其与作用力的关系可分为：焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝；焊缝长度方向与作用力平行的侧面角焊缝以及斜焊缝。按其截面形式可分为直角角焊缝（图3.3.1）和斜角角焊缝（图3.3.2）。 直角角焊缝通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面（图3.3.1a）。在直接承受动力荷载的结构中，正面角焊缝的截面常采用图3.3.1（b）所示的坦式，侧面角焊缝的截面则作成凹面式（图3.3.1c）。图中的h f为焊角尺寸。 两焊脚边的夹角α＞90°或α＜90°的焊缝称为斜角角焊缝（图3.3.2）。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角α＞°或α＜60°的斜角角焊缝，除钢管结构外，不宜用作受力焊缝。 传力线通过侧面角焊缝时产生弯折，应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大而中间小的状态。焊缝越长，应力分布越不均匀，但在进入塑性工作阶段时产生应力重分布，可使应力分布的不均匀现象渐趋缓和。
正面角焊缝（图3.3.3b）受力较复杂，截面的各面均存在正应力和剪应力，焊根处有很大的应力集中。这一方面由于力线的弯折，另一方面焊根处正好是两焊件接触间隙的端部，相当于裂缝的尖端。经试验，正面角焊缝的静力强度高于侧面角焊缝。国外试验结果表明，相当于Q235钢和E43型焊条焊成的正面角焊缝的平均破坏强度比侧面角焊缝要高出35%以上（图3.3.4）。低合金钢的试验结果也有类似情况。由图3.3.4看出，斜焊缝的受力性能和强度介于正面角焊缝和侧面角焊缝之间。 二、角焊缝的构造要求 1、最大焊脚尺寸 为了避免烧穿较薄的焊件，减少焊接应力和焊接变形，角焊缝的焊脚尺寸不宜太大。规规定：除了直接焊接钢管结构的焊脚尺寸hf不宜大于支管壁厚的2倍之外，hf不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。 在板件边缘的角焊缝，当板件厚度t＞6mm时，h f≤t；当t＞6mm时，hf≤t-（1-2）mm；。圆孔或槽孔的角焊缝尺寸尚不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3。 2、最小焊脚尺寸
各类土的工程地质特性
第四章各类土的工程地质特性 一、一般土的工程地质特性 一般土按粒度成分特点，常分为巨粒土、粗粒土及细粒土三大类。 巨粒土和粗粒土为无粘性土，细粒土为粘性土。 粗粒土又分为砾类土和砂类土。 巨粒土和粗粒土的工程地质性质主要取决于粒度成分和土粒排列的松密情况，这些成分和结构特性直接决定着土的孔隙性、透水性、和力学性质。 细粒土的性质取决于粒间连结特性（稠度状态）和密实度，这些都与土中粘粒含量、矿物亲水性及水和土粒相互作用有关。 砾类土和砂类土为单粒结构；细粒土为团聚结构。 二、几种特殊土的工程地质特征 1、淤泥类土 淤泥类土是指在静水或水流缓慢的环境中沉积，有微生物参与作用的条件形成的，含较多有机质，疏松软弱（天然孔隙比大于1，含水率大于液限）的细粒土。孔隙比大于1.5的称为淤泥，小于1.5大于1的称为淤泥质土。 工程地质性质的基本特点： ①高孔隙比，高含水率，含水率大于液限 ②透水性极若 ③高压缩性 ④抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固结条件有关。由于这类土饱水而结构疏松，所以 在振动等强烈扰动下其强度也会剧烈降低，甚至液化变为悬液。这种现象称为触变性。 同时还具有蠕变性。
淤泥类土的成分和结构是决定其工程地质性质的根本因素。有机物和粘粒含量越多，土的亲水性越强，则压缩性越高；孔隙比越大，含水率越高，压缩性越高，强度越低，灵敏度越大，性质越差。 2、黄土 黄土是一种特殊的第四纪陆相松散堆积物。颜色多呈黄色、淡黄色或褐黄色，颗粒组成以粉粒为主，粒度大小较均匀。天然剖面上垂直节理发育。被水浸润后显著沉陷（湿陷性）。 一般工程地质性质： ①密度小，孔隙率大 ②含水较少 ③塑性较弱 ④透水性较强 ⑤抗水性弱 ⑥压缩性中等，抗剪强度较高。 ⑦具有湿陷性（自重湿陷和非自重湿陷） 湿陷系数，自重湿陷系数 3、膨胀土 又称胀缩土，系指随含水量的增加而膨胀，随含水量的减少而收缩，具有明显膨胀和收缩特性的细粒土。 成分和结构特征： 粘粒含量高，一般35%以上。矿物成分以蒙脱石和伊利石为主，高岭石含量较少。 土体表层常出现各种纵横交错的裂隙和龟裂的现象，使土的完整性破坏，强度降低。
各类土的工程质特性
各类土的工程质特性 第一节一般土的工程地质特征 巨粒土和含巨粒土 一般土按粒度 粗粒土：砾类土粒间无连结或有微弱水连结-无粘性土 砂类土 细粒土---含较较多粘粒，有结合水，具粘性---- 粘性土。 一、砾类土 砾类土：砾粒组60㎜≥d>2㎜质量多于总质量50%者 组成：岩屑、石英、长石等原生矿物 特点： 1）颗粒大，呈单粒结构 2）常具有孔隙大、透水性强、压缩性低、，内磨擦角大、抗剪强度高 3）可作为混凝土的粗骨料和辅路材料 二、砂类土 砂类土：砾粒组质量小于或等于总质量50%的粗粒土。 组成：石英、长石及云母等原生矿物。 特点： 1）单粒结构 2）透水性强、压缩性低、强度较高 3）粗中砂土可作为混凝土骨料，细砂土粉砂土不可。 三、细粒土 细粒土：细粒组（d≤0。075㎜）质量多于或等于总质量50%的土。 组成：含一定数量亲水性较强的粘土矿物。 特点：具团聚结构，孔隙细小而多，压缩量大，抗剪强度取决于内聚力（c），ф较小。 第二节几种特殊土的工程地质特征 特殊土是指某些具有特殊物质成分与结构，而且工程地质性质也比较特殊的土。 一、淤泥类土 淤泥类土指在静水或水流缓慢的环境中沉积，有微生物参与作用的条件下形成的含较多有机质，疏松较弱（e>1,W>W L）的细粒土：e>1.5的称淤泥。1.5>e>1。为淤泥质土。 （一）淤泥类土的成因及分布 1、沿海沉积的淤泥类土 2、内陆和山间湖盆地以山前谷地沉积的淤泥类土。 （二）淤泥类土地的成分及结构特征 长石、石英、白云母及大量蒙脱、伊利石等粘土矿物，含少量水溶盐，有机质含量较高。具蜂窝状，絮状结构，疏松多孔、具有薄层构造。 (三)、淤泥土地工程地质性质的基本特点. 1) 高e,高W，W>W L 2) 透水性极弱,渗透系数一般为I*10-6----I*10-8cm/s 3) 高压缩性:a1-2=0.7—1.5Mpa-1，且随含水率增大而增大 4) 抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固体条件有关 淤泥类土的成分和结构是决定其工程地质性质的根本原素。有机物和粘粒含量越多,
土动力学试验平台
土动力学实验室简介 土动力学实验室拥有国际上最先进的进口电液伺服控制双向动三轴仪（STX-200）和共振柱测试仪（TSH-100）等设备，可以完成砂土、粉土、软粘土的动力特性(动强度、动模量、动阻尼、液化等)的测试，地震荷载、交通循环荷载或波浪循环荷载作用下软弱土的软化特性及变形特性测试等实验项目。本实验室为面向土建类本科生的实验教学基地，承担了我校土木工程、地质工程、勘查技术与工程、工程管理等专业课程的实验教学任务。内容涵盖土力学、岩土工程勘察、工程地震学、工程动力地质学、振动与波动基础等课程的相关实验教学。同时，还承担了地震工程、地质灾害等学科硕士研究生的实验教学和科研任务。
STX-200电液伺服控制双向动三轴测试系统 一、特点 电液伺服控制双向动三轴测试系统可以进行传统的三轴试验，即等应变速率轴向压缩试验，也可以进行高级试验，例如应力或应变路径，双向动三轴试验。该系统是多用途的，可以进行动态测试如液化强度，回弹模量和动强度等。二、规格 ◆最大轴向加载力：±50KN ◆最大位移：100mm ◆标准围压和反压：1000kPa ◆轴向动态加载频率：5Hz ◆试样直径：38mm，70mm，100mm 图1 STX-200电液伺服控制双向动三轴测试系统
三、动三轴试验原理 动三轴试验是从静三轴试验发展而来的，它利用与静三轴试验相似的轴向应力条件，通过对试样施加模拟的动主应力，同时测得试样在承受施加的动荷载作用下所表现的动态反应。这种反应是多方面的，最基本和最主要的是动应力(或动主应力比)与相应的动应变的关系(σd~εd或σ1/σ3~εd)，动应力与相应的孔隙压力的变化关系(σd~μd)。根据这几方面的指标相对关系，可以推求出岩土的各项动弹性参数及粘弹性参数，以及试样在模拟某种实际振动的动应力作用下表现的性状，例如饱和砂土的振动液化等。 动三轴试验主要将一定密度和含水率的试样在固结稳定后在不排水条件下作振动试验。设定某一等幅动应力作用于试样进行持续振动，直到试样的应变值或孔压值达到预定的破坏标准，试验终止。记录试验中的动应力、动应变和孔压值随振动周次的变化过程线。采用多个试样得到动应力和破坏周数的关系曲线，即动强度曲线。 在地震荷载作用下，进行地面动力反应分析时，需要确定小应变下的剪切模量和阻尼比；在大应变时需确定土的动强度。土在动荷载作用下，土的应力、应变及孔隙压力随时间（振动次数）而变，动强度是经一定振动次数后试样达到破坏的振动剪应力，振动剪应力与破坏周数的关系曲线称为动强度曲线。测定动模量和阻尼比的方法：作用于试样的轴向动应力从小幅值开始逐级增大作振动试验，当应变波形明显不对称或孔压明显增大时，试验终止。记录试验过程中每级荷载的动应力和动应变曲线，或直接记录应力-应变滞回圈曲线，用以确定各动应变时的动模量和阻尼比。 动三轴试验便于施加各种应力以适应工程实际，对各类土制样方便，可精确控制应力和应变，测定孔压变化，试验设备和操作方法；但是三轴仪加荷条件与现场地震应力条件差别很大，施加轴向循环荷载时难以保证压半周时轴向为大主应力方向，拉半周时轴向为小主应力方向，每一加荷周期主应力方向转动90度。
《土动力学》
《土动力学》课程教学大纲 课程编号：033027 学分：2.0 总学时：34+18（上机） 大纲执笔人：杨德生大纲审核人：高彦斌 本课程有配套实验课031157《土动力学实验》，0学分，13（0.75周）学时。 一、课程性质与目的 《土动力学》是地质工程专业的专业课程，为必选课。 其主要教学目的为：让学生掌握土动力学基本理论（包括振动理论、波动理论）、土的动力特性、地震区的场地评价方法、砂土液化评价方法、动力基础设计方法、地基基础的抗震设计、地基土动力参数测试及桩基动力测试的基本理论及实验技能。 二、课程基本要求 使学生掌握振动理论、波动理论的基本方法，了解土的动力特性，掌握地震区场地评价方法，了解砂土液化的基本概念及评价方法和处理措施，掌握基础振动分析方法并能够进行动力基础的设计，掌握地基基础的抗震强度验算方法以及抗震措施，掌握一些基本的实验方法如：地基土动力参数的测试、基础动力测试、桩基础动力检测等。 三、课程基本内容 （一）绪论 了解土动力学的必要性和重要性，了解土动力学的目的的要求，介绍土动力学的发展趋势。 （二）振动理论 着重讲解质点振动理论及其在土动力学中的应用。 （三）波动理论 讲授波在无限长度杆件、有限长度杆件中的传递理论及在弹性半空间体中的传递理论。着重讲解利用波动理论推导共振柱法及桩基动力检测的基本公式，讲解共振柱法及桩基动力检测的实验过程及资料分析。 掌握共振柱法及桩基动力检测的基本实验技能。 （四）土的动力特性 讲授土的动力特性及其非线性关系的基本理论，讲解室内实验（动三轴、共振柱试验）及野外试验（波速法）实验过程及资料分析方法。 掌握土的动力特性非线性关系的分析方法及野外试验（波速法）的基本实验技能。 （五）地震区的场地评价 讲授地震区的场地评价的基本方法及场地地震反应分析法，简要介绍地震小区划分的基本要领及国内外的进展情况。 掌握地震区的场地评价的基本方法（包括场地的分类、液化场地判别的各种方法）。 （六）砂土液化
角焊缝计算讲解
角焊缝及其计算型式及分类 截面形式:普通型（等边凸形）、平坦型（不等边凹形）、凹面形两焊脚边夹角：直角角焊缝、斜角角焊缝、焊缝长度与作用方向 1.侧面角焊缝（侧缝） 侧缝主要承受剪力，应力状态叫单纯，在弹性阶段，剪应力沿焊缝长度方向分布不均匀，两端大中间小，且焊缝越长越不均匀，但侧缝塑性好。 2 ．正面角焊缝（端缝）端缝连接中传力线有较大的弯折，应力状态较复杂，正面角焊缝沿焊缝长度方向分布比较均匀，但焊脚及有效厚度面上存在严重的应力集中现象，所以其破坏属于正应力和剪应力的综合破坏，但正面角焊缝的刚度较大，变形较小，塑性较差，性质较脆。 3．斜向角焊缝斜向角焊缝受力情况较复杂，其性能介于侧缝和端缝之间，常用于杆件倾斜相支的情况，也用在板件较宽，内力较大连接中。 4．周围角焊缝主要为了增加焊缝的长度和使焊缝遍及板件全宽，而把板件交搭处的所有交搭线尽可能多的加以焊接，成为开口或封闭的周围角焊缝。构造及要求。 4.1.最小焊脚尺寸 4.2.最大焊脚尺寸贴边处满足 4.3.角焊缝最小长度 4.4.侧面角焊缝最大计算长度 4.5.板件端部仅有两条角焊缝时每条侧面角焊缝的计算长度 4.6.搭接连接中搭接长度应满足而且不宜采用一条正面角焊缝来传力。 4.7.在次要构件和焊缝连接中，允许采用断续角焊缝，各段间距满足以保
证整体受力。 角焊缝连接计算 基本计算公式轴心作用下的角焊缝计算轴心作用下角钢的角焊缝计算弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（T 形接头）弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（搭接形接头） 1.端缝、侧缝在轴向力作用下的计算： （1）端缝——垂直于焊缝长度方向的应力；he ——角焊缝有效厚度； lw ——角焊缝计算长度，每条角焊缝取实际长度减10mm （每端减 5mm ）；ffw ——角焊缝强度设计值；bf ——系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构，bf =1.22 ，直接承受动力荷载bf =1.0 。 2）侧缝tf ——沿焊缝长度方向的剪应力。 2.角钢杆件与节点板焊接连接，承受轴向力N ：（1 ）角钢用两面侧焊缝与节点板连接的焊缝计算 K1、K2 ——焊缝内力分配系数； N1 、N2 ——分别为角钢肢背和肢尖传递的内力。（2 ）角钢用三面围焊与节点板连接的焊缝计算（图） 端部正面角焊缝能传递的内力为： （3）角钢用“ L型焊缝与节点板连接的焊缝计算（图） 由N2 = 0 得： 3.弯矩、剪力、轴力共同作用下的顶接连接角焊缝: 弯矩M 作用下，x 方向应力剪力作用下，y 方向应力轴力N 作用下x
土的物理性质及工程分类
课题: 第一章土的物理性质及工程分类 一、教学目的：1.了解土的生成和工程力学性质及其变化规律； 2.掌握土的物理性质指标的测定方法和指标间的相互转换； 3.熟悉土的抗渗性与工程分类。 二、教学重点：土的组成、土的物理性质指标、物理状态指标。 三、教学难点：指标间的相互转换及应用。 四、教学时数： 6 学时。 五、习题：
第一章土的物理性质及工程分类 一、土的生成与特性 1.土的生成 工程领域土的概念：土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物，土与岩石的区分仅在于颗粒胶结的强弱，土和石没有明显区分。 土的生成:岩石在各种风化作用下形成的固体矿物、流体水、气体混合物。 不同风化形成不同性质的土，有下列三种： （1）物理风化：只改变颗粒大小，不改变矿物成分。由物理风化生成土为粗粒土（如块碎石、砾石、砂土），为无粘性土。 （2）化学风化：矿物发生改变，生成新成分—次生矿物。由化学风化生成土为细粒土，具有粘结力（粘土和粘质粉土），为粘性土。 （3）生物风化：动植物与人类活动对岩体的破坏。矿物成分没有变化。 2.土的结构和构造 （1）土的结构 定义：土颗粒间的相互排列和联结形式称为土的结构。 1)种类： 单粒结构：每一个颗粒在自重作用下单独下沉并达到稳态。 蜂窝结构：单个下沉，碰到已下沉的土颗粒，因土粒间分子引力大于重力不再下沉，形成大孔隙蜂窝状结构。 絮状结构：微粒极细的粘土颗粒在水中长期悬浮，相互碰撞吸引形成小链环状土集粒。小链之间相互吸引，形成大链环，称絮状结构。 图土的结构 3）工程性质： 密实的单粒结构工程性质最好，蜂窝结构与絮状结构如被扰动破坏天然结构，则强度低、压缩性高，不可用做天然地基。