(清华大学编写,同济大学审核) 4.1 一般术语
土中的固体颗粒、液体(水)和气体三相组成及其比例关系和相互作用决定的性质,包括土的组成、状态和结构三个方面[1]p3。 以天然土为研究对象,为工程技术人员间交流的需要,同时考虑土的状态和工程特性的分类[12]p31。 为工程技术人员间交流的需要,人们将土按其主要工程特性进行的分类[1]p25[11]p17。 水在土体连通的孔隙中流动的现象[1]p36[12]p148。 土在土体自重和外部作用下产生的应力[1]p65。 土体中平均主应力的增加使土的体积减少的现象称为压缩[4]p238; 随着部分土中水的流出,土体中的超静孔隙水压力逐渐消散,土中的有效应力逐渐增加,土体随之变形,最后达到稳定这一变形的全过程,称之为固结[4]p238。 土体抵抗剪切破坏的极限能力,其数值等于剪切滑动面上的极限剪应力[1]p160。 4.2 土的物理性质 physical property
组成土中的固体颗粒、液体(水)和气体三相及其之间的比例关系[1]p3。 表示土中三相比例关系的物理量[1]p14 [11]p9。 组成土的固、液、气三相,通常为固体颗粒、水和空气[1]p3。 用以形象化表示土的三相比例关系的草图,其中设想固体、水和气体的质量和体积分别集中表示在草图的左右两侧,以便换算三者间的比例关系[1]p14[11]p10。 土的固体颗粒的直径,可通过筛分时的筛孔孔径和水中下沉的当量球体的直径表示[12]p14。 工程上按土的粒径大小的分组[1]p3。 土中各粒组的相对含量[1]p3。 反映小于某尺寸的颗粒质量占总土粒质量百分率的关系曲线,亦称粒径级配累计曲线[2]p25。 小于该尺寸的颗粒质量占总土粒质量的50%[3]p153。 小于该尺寸的颗粒质量占总土粒质量的10%,它对土的渗透性有较大影响[1]p5。 小于该尺寸的颗粒质量占总土粒质量的60%[1]p5. 反映土颗粒粒径分布均匀程度的系数, 反映土的粒径分布曲线斜率连续性的系数, 土的密实和软硬程度[1]p18。 单位体积土的质量[1]p14。 单位体积土的重量[1]p14。 土颗粒的重(质)量与同体积蒸馏水在 土在天然含水量下的重度。 土在天然含水量下的密度。 土在 土在 也称有效重度,水下饱和土体的天然重度减去水的重度[1]p16。 土体的孔隙体积与其总体积的比值,以百分率表示[1]p15。 土体的孔隙体积与固体颗粒体积的比值[1]p15。 土中水的质量与土的固体颗粒质量之比,以百分率表示[1]p15。 原状土在天然情况下的含水量。 土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比,表示土的孔隙中的充水程度[1]p15。 粘性土随含水量的变化从一种状态变为为另一种状态的界限含水量[1]p21,[2]p27。 是粘性土从半固态转变到固态的含水量界限值,试验中取为湿粘性土在干燥过程中,体积不再收缩时的界限含水量[11]p16, [2]p28,[5]p75。 是粘性土的可塑状态与半固态的界限含水量[1]p21。 是粘性土的黏滞流动状态与可塑状态的界限含水量[1]p21。 粘性土的液限与塑限之差,表示黏性土在可塑状态的含水量变化幅度。通常用百分数的绝对值表示[1]p21, [3]p118。 粘性土的天然含水量与塑限含水量之差与塑性指数(按百分数计)的比值[2]p28。是粘性土软硬程度的指标[1]p21。 粘性土在一定的含水量范围内,在外力的作用下可以捏成不同形状而不断裂,外力取消后仍然保持被捏成的形状的性质[3]p118。 通过击实试验确定的细粒土击实曲线上峰值干密度对应的含水量[1]p32[3]p260。 通过击实试验确定的细粒土的击实曲线上的峰值干密度[3]p260。 指无粘性土在室内试验中能够达到的最松散状态时的孔隙比,试验中是按规定通过长颈漏斗将风干砂轻轻倒入容器,求得砂土的最大孔隙比[1]p19。 指无粘性土在室内试验中能够达到的最密实状态时的孔隙比,通常是通过室内试验将风干土样按规定的方法振动或锤击,直至密度不再提高,求得其最小孔隙比[1]p19。 反映无粘性土密实程度的指标[2]p29,表示为某种土的最大孔隙比与其实际孔隙比之差,除以其最大孔隙比与最小孔隙比之差[1]p19。 土的天然含水量与液限含水量之比,用来判定红粘土的状态[8]p205。 组成土的颗粒或团粒在空间的排列和它们间的相互联结[4]p89。 组成土的颗粒或团粒及其孔隙空间上的几何排列方式[4]p89。 是粘性土中所含矿物的活动性的指标,表示为粘性土中塑性指数(以百分率表示)与小于 原状土的无侧限抗压强度与重塑土无侧限抗压强度之比[1]p19。灵敏度反映了黏性土的结构性。 在含水量和密度不变时,土因重塑而软化,又因静置而强度有所恢复的现象[1]p25。 黏性土体在水中发生崩解离散的现象[2]p28,[5]p78。 含有蒙特石和依里石等亲水矿物较多的粘土,遇水体积强烈膨胀的性质[15]p496。 土在冻结过程中,由于土中水冻结的体积增加和土体中的水分转移而产生的土体积的膨胀的现象[2]p29。 4.3 岩土分类
* 岩石风化后形成的覆盖地表的碎散的,由矿物颗粒和岩石碎屑组成的堆积体[1]p1,[3]p19。 * 天然形成的,构成地壳的矿物集合体,可分为火成岩、变质岩和沉积岩[16]p54。 土体保持天然状态,其结构、含水量及应力状态均保持原来状态的土。工程上是指采用合适的取土器和取土方法取出的结构、密度、含水量和应力状态均尽量保持天然状态的土样[3]p242。 4.3.4 天然土 natural soil 保持天然状态的土。 4.3.5 扰动土 disturbed soil 天然的结构和状态均发生变化的土[2]p26。 完全破坏了土的天然结构,在实验室重新制备的土[3]p26。 地壳浅表面的岩石在太阳辐射、水、气和生物作用下发生物理状态、结构和化学成分不同程度的变异,这一过程叫做风化[16]p88。 赋存于一定的地质环境,由各类结构面及被其切割的岩石结构体所组成的刚性地质体[2]p5,[16]p141。 埋藏在天然土层以下的或大片外露于地表的岩体[2]p6。 母岩表层经风化作用形成岩屑和矿物颗粒,未经搬运而残留在原地的残积物[1]p1,[15]p27。 风化而形成的土颗粒受自然力作用搬运到远近不同地点后的堆积物[1]p1,。 残积土受重力或短期水流等作用被带到山坡或坡脚外聚积起来的堆积物[1]p1,[15]p27。 残积土和坡积物受洪水冲刷挟带,堆积山麓处的堆积物[1]p1,[15]p27。 由于江河水流搬运到平缓地段所形成的沉积物,由于其经过较长距离的搬运,土颗粒浑圆度和分选性较明显[1]p1,[15]p27。 按成因有滨海沉积、湖泊沉积、沼泽沉积等。是在极缓慢水流或静水条件下沉积形成的堆积物,一般形成淤泥或淤泥质土、泥炭土等[1]p1,[15]p29,[8]p5。 4.3.16 冰碛土 glacia till 由于冰川或冰川融化的冰水搬运所形成的堆积物,一般颗粒级配及土质不均匀[1]p2。 4.3.17 风积土 aeolian soil 干旱地区的岩层风化碎屑或第四纪松散土,经风力搬运至异地降落堆积而成的土[2]p6, [1]p2,[15]p30。 4.3.18 新近沉积土 immature deposits 第四纪全新世中近期(文化期)沉积的土,一般为欠固结[1]p1,[6]p10。 4.3.19 区域性土 zonal soil 指由于形成于不同的地理、气候、地质成因和地质历史,具有特殊的物质充分和次生变化,而有特殊工程性质的土类,又称特殊土。包括软黏土、湿陷性黄土、膨胀土、红黏土、冻土、分散性土、盐渍土等[3]p159,。 4.3.20 沼泽土 marsh soil, swamp soil 在积水的洼地内由植物死亡后腐烂分解的残杂物所形成的堆积物[15]p29。 4.3.21 泥炭 moor soil 含有由植物分解而成的纤维素或未完全分解的植物结构的高有机质含量的土,有机质的质量含量大于土的固体质量的60%的土[2]p9。[6]p139。 4.3.22 泥炭质土 peaty soil 含有由植物分解而成的纤维素或未完全分解的植物结构的较高有机质含量的土,。有机质的质量含量大于土的固体质量的60%的土[2]p9,[6]p139。 4.3.23 有机质土 organic soil 含一定量的有机质,呈浅灰至深灰色,有臭味,压缩性高的黏土及粉土,有机质的重量含量占土全重的5%~10%的土[2]p9, [6]p138。 4.3.24 膨胀土 expansive soil 含有大量的亲水黏土矿物,具有显著的吸水膨胀和失水收缩干裂,变形受限时产生较大的内应力特性的高塑性黏土, [2]p7 [8]p103,[17]p315 4.3.25 红粘土 red clay 在热带和亚热带的湿热条件下,碳酸盐系岩石经历不同程度的红土化作用而形成的含黏粒较多,富含铁铝氧化物的高塑性黏土[18]p14 ,[8]p103。 4.3.26 冻土 frozen soil 具有温度低于或等于 4.3.27 多年冻土 perennially frozen soil 含有固态水,持续冻结时间在两年或者两年以上的冻土[2]p8, [6]p77。 4.3.28 季节冻土 seasonally frozen ground 冬天冻结而夏天全部融化的土[2]p8,[15]p516。 4.3.29 盐渍土 salty soil 易溶盐含量大于0.3%,并具有溶陷、盐胀及腐蚀等工程特性的土[6]p82, [17]p525 4.3.30 湿陷性土 collapsible soil 在一定的压力下受水浸湿,土的结构迅速破坏,并产生显著的附加下沉的土[2]p2 [5]p226。 4.3.31 黄土 loss 一种以粉粒为主,多孔隙,弱胶结的黄色第四纪沉积物,常具有湿陷性,其中原生的黄土是风力搬运沉积而成的[8]p42, [17]p303 [2]p7。 4.3.32 分散性土 dispersive soil 由于含有较多的钠离子,在静水中能够全部或大部自行分散成为原级颗粒的中、低塑性黏性土。可用针孔冲蚀试验鉴别[2]p9, [8]p103。 4.3.33 非饱和土 unsaturated soil 同时具有固体颗粒、水和气体三相的土,也有的人认为还存在着第四相-水、气的分界面或称收缩膜。其中存在着吸力[19]p1。 4.3.34 粗粒土 coarse gained soil 土中直径大于 4.3.35 细粒土 ffine-grained soil 土中直径大于 4.3.36 粘性土 cohesive soil 塑性指数大于10的土,包括粉质黏土和黏土[6]p11。 4.3.37 无粘性土 cohesionless soil, frictional soil, non-cohesive soil 粗粒土一般颗粒间不具有粘聚力,被称为无黏性土,也指在有效应力的抗剪强度中,黏聚力为零的土[2]p26。 4.3.38 塑性图 plasticity chart 以土的液限为横坐标,以塑性指数为纵坐标,以规定的直线对其分区,用于细粒土进一步分类的图[12]p33。 4.3.39 漂石 boulder 粒径大于 4.3.40 块石 subangular boulder 粒径大于 4.3.41 卵石 cobble 粒组含量由大到小,最先符合于粒径大于 4.3.42 碎石 stone, crushed stone 粒组含量由大到小,最先符合于粒径大于 4.3.43 砾石 gravel 粒组含量由大到小,最先符合于粒径大于 4.3.44 园砾 rounded gravel 粒径大于 4.3.45 角砾 subangular gravel 粒径大于 4.3.46 砂土 sand 粒组含量由大到小,最先符合于粒径大于 4.3.47 砾砂 gravelly sand 粒径大于 4.3.48 粗砂 coarse sand 粒组含量由大到小,最先符合于粒径大于 4.3.49 中砂 medium sand 粒组含量由大到小,最先符合于粒径大于 4.3.50 细砂 fine sand 粒组含量由大到小,最先符合于粒径大于 4.3.51 粉砂 silty sand 粒组含量由大到小,最先符合于粒径大于 4.3.52 粉土 silt 塑性指数不超过10的细粒土[6]p11。 4.3.53 粘质粉土 clayey silt 4.3.54 粉质黏土 silty clay 塑性指数不超过17的粘性土[6]p11。 4.3.55 黏土 clay 塑性指数大于17的粘性土[6]p11。 4.3.56 粘土矿物 clay mineral 是一种复合的含水铝硅酸盐晶体,颗粒呈平片状,由硅片和铝片构成的晶包所组成。主要有高岭石(kaolinite)、依里石(illite)和蒙脱石(mintmorillonite, askanite )[1]p7-8。 4.3.57 淤泥 sludge, gyttja, muck, fluid mud 在静水或者缓慢的流水中沉积,并经生物化学作用形成。其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于或等于1.5的黏性土[18]p14。 4.3.58 淤泥质土 mucky soil 天然含水量大于液限,天然孔隙比小于1.5,大于或等于1.0的黏土或粉土[18]p14。 4.3.59 填土 fill 也称人工填土,由于人类活动堆积而成的土。可分为素填土、压实填土、杂填土和充填土等[18]p14。 4.3.60 素填土,plain fill 由碎石、粉土、黏性土等一种或几种土类组成的填土[18]p14。 4.3.61 压实填土 compacted fill 经过压实或夯实的素填土[18]p14。 4.3.62 杂填土 miscellaneous fill 含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾的填土[18]p14。 4.3.63 冲填土 dredger fill, hydraulic fill,sluiced fill 由水力充填泥砂形成的土[18]p14。 4.3.64 尾矿 tailngs 选矿场用水力选矿后的脉石废渣,通常以矿浆状态排出[2]p59,。 4.3.65 先期固结压力 preconsolidation pressure 土在地质历史上曾经承受过的最大有效竖向压力[1]p116,[2]p32。 4.3.66 正常固结土 normal consolidated soils 目前承受的有效上覆自重压力等于先期固结压力的土[1]p116,,[2]p32, [12]49。 4.3.67 超固结土 overconsolidated soils 目前承受的有效上覆自重压力小于先期固结压力的土[1]p116,,[2]p32,[12]49。 4.3.68 欠固结土 underconsolidated soil 在目前的自重压力(总应力)下尚未完全固结的土,在本质上欠固结土业属于正常固结土的范畴[1]p116,,[2]p32, [12]49。 4.3.69 老粘土 paleo-clay 也称老沉积土,第四纪晚更新世及以前沉积的粘性土,[6]p10。(由于次固结作用,与相同上覆自重压力的一般沉积土中的正常固结土相比,具有较高的强度和较低的压缩性,[4]p142。) 4.4 土中水及其渗流
由于黏土颗粒在水介质中表现出带电的特性,靠近黏土表面的极化的水分子和水化离子受电场的作用力较大,形成双电层。这部分受黏土颗粒表面双电层的影响,包围在颗粒的四周的水膜性质不同于自由水,被称为结合水[1]p11,[12]p23,。 在双电层之外,主要受重力左右控制的自由液态水,包括毛细水和重力水[12]p23,。 受毛细管作用的水。由于土中孔隙可形成连续的变截面的毛细管,土中水在毛细引力作用下与自重平衡可上升到一定的高度[12]p23,。 仅受重力控制,不受土颗粒表面的吸引力和毛细力影响的水[12]p24,。 岩体裂隙所含的水。岩体各种连续的裂隙构成透水通道,可形成水在裂隙中的渗流[2]p12,。 土中由固体颗粒相互联结所构成的格架,它可传递有效应力,具有土体的全部体积[2]p24,[1]p95,。 充填于土体中土颗粒间孔隙中的水[12]p23,。 土中水可以通过连通的孔隙传递各向等压的压力,称为孔隙水压力[1]p23,。 土体中气体所承受和传递的各向等压的压力[12]p2,。 简称静水压力。水的自重在土的孔隙中引起的压力。包括静止的地下水以下的水压力和由水自重引起的渗流场中的水压力。 在饱和土和高饱和度的土中,由于外部的因素,土的骨架有变形并使土的体积发生变化的趋势时,由于排水受阻,不允许土体发生明显的体积变化,从而产生孔隙水压力,以调节有效应力,使土的体积基本不变,这种孔隙水压力叫超静孔隙水压力。 饱和土和高饱和度的土在不排水条件下,由某一总应力分量的单位增量引起的超静孔隙水压力增量 [1]p106-107,。一般指Skempton所提出的三轴试验中的孔隙水压力系数B和A。 也称水力坡降,渗流在单位渗流长度上的水头损失[1]p38,。 反映土渗透能力的系数。相当于水力梯度等于1.0时的渗流速度[1]p40,。 在有渗流的土体中,单位体积土骨架受到的渗透水流的推动和拖曳力[1]p56,。 法国工程师达西(H.Darcy)通过大量的渗透试验提出的土中渗流速度与能量损失间关系的定律。可叙述为:在层流状态的渗流中,土中的渗流速度与水力梯度的一次方成正比,其比例系数与土的性质有关[2]p30,[3]p29,,。 土体由于渗流作用而出现的变形与破坏现象。包括流土与管涌[1]p59,。 亦称突涌(heaving)。在向上的渗透水流作用下,表层土局部范围内的土体隆起或者土颗粒同时发生悬浮、移动的现象[1]p59,。 砂土中渗流引起的流土。这时砂土颗粒在向上的渗透水流作用下同时启动悬浮,砂粒浮动、跳跃,地下水此伏彼起,如水沸腾[1]p59。 在渗透水流作用下,土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙通道中被移动、带走流失,随后流速加大,粗颗粒也被水流带走,最后在土中形成贯通的渗流管道,可造成土体的破坏塌陷的现象。管涌也称为潜蚀(suffosion)[1]p59。 在饱和的松砂中,当土骨架有剪切变形的趋势而排水条件不良时,剪缩势使砂土中的超静孔隙水压力大幅度提高,有效应力和抗剪强度骤然下降,导致砂土无限流动的现象。亦称流滑(flow slide)[2]p49,[3]p130。 由砂土和粉土颗粒为主组成的饱和或近饱和的松散土体,在静力、渗流和振动力作用下,超静孔隙水压力很快增长,有效应力和抗剪强度几乎为零,土由固态转变为流动状态的现象。最常见的是振动液化,特别是地震引起的液化[1]p318,[3]p233。 自由水面的位置。 单位质量水体所具有的能量,总水头包括位置、压强和速度水头三部分。对土中的渗流,一般可用该点的测水管的水位与某基准面之差来度量[1]p37,[20]p59。 是由流线(flow lines)和等势线(equipotential lines)组成的正交网格。它是用图解法来求解二维渗流的拉普拉斯方程的近似方法[1]p51。 在土体中的渗流区的自由水面线,它是一条流线,其上的压力水头都为零[2]p49,[4]p230。 渗流出逸处土体临近渗透变形(流土或管涌)时的水力梯度[1]p59,[2]p30。 临界水力梯度除以一定的安全系数[1]p62。 在黏土渗流中,只有水力梯度超过某一值时,流速与梯度间才呈直线关系,这个值就叫做起始水力梯度。亦即为渗流速度于水力梯度关系直线在水力梯度坐标上的截距[1]p41。 4.5 土中应力
单位面积上作用的力[21]p2,。 土体中(主要是地基土)由于土的自重产生的应力[1]p68,。 由外部作用(如建筑物自重及其上荷载)在地基土体中产生的应力[1]p70,。 法国学者布辛尼斯科解(Boussinesq)用弹性理论推导的,半无限空间弹性体表面作用有竖向集中力时,在弹性体内任意一点引起的附加应力的解析解[1]p70。 明德林(Mindlin)推导的,竖向或者水平集中力作用在均质半无限弹性体内部时,在其内部任一点引起的附加应力和位移的解析解[2]p41。 作用在土体中任意平面上的全部应力,它包括孔隙水压力[1]p95,。 土体中由土骨架承受,由颗粒间的接触点传递的应力[1]p96,。 是太沙基(K.Terzaghi)建立的描述饱和土体中总应力、有效应力和孔隙水压力三者关系的定律。可表述为:饱和土体中的任意平面上受到的总应力由土骨架承受的有效应力和孔隙水承担的孔隙水压力两部分组成,土体的强度和变形只取决于土的有效应力[1]p96。 土体的三个主应力都相等的应力状态,也称静水压力状态(hydrostatic stress)[1]p. 也称侧限应力状态,或静止土压力状态。是侧向应变为零对应的一种应力状态。这时侧向有效应力与竖向有效应力之比为K0[2]p31。 以应力分量为坐标形成的空间[2]p45。 土体内一点应力变化过程在一定的应力空间形成的轨迹[2]p45。 4.5.13 应力历史 stress history 土体由于地质运动及地壳变化、人类活动、工程施工及运行、室内试验等受到的应力变化和固结的历史[2]p45。 4.5.14 主应力 principal stress 土中任意一点对应的应力状态,至少可以找到三个相互正交的主方向和对应的三个相互正交的平面,其上的剪应力为零,正应力则为主应力。它们按数值大小排列分别为大主应力(major principal stress)、中主应力(intermediate principal stress)和小主应力(minor principal stress) [13]p17 4.5.15 正应力 normal stress 作用于某平面上的法向应力[13]p9。 4.5.16 剪应力 shear stress 作用于某平面的切向应力[13]p9。 4.5.17 平均主应力 mean principal stress p 一点应力状态的三个主应力的平均值。也称八面体主应力[13]p24 4.5.18 围压 confining pressure s3 常规三轴压缩试验中施加的试样侧向周围压力,等于小主应力s3[1]p120,[22]p85。 4.5.19 偏差应力 deviator stress s1-s3 常规三轴压缩试验中轴向活塞对试样施加的应力,等于s1-s3[1]p119。 4.5.20 应变 strain 指小应变和工程应变,土体微元的相对伸缩度为正应变,棱边夹角之间的变化为剪应变。[13]p61,[23]p42。 4.5.21 土的应力应变关系 stress-strain relationship of soil 土体中应力引起相应的应变的特性。土的土的应力应变关系十分复杂[4]p32。 4.5.22 基质吸力 matrix suction ua-uw, 在非饱和土中,由于毛细作用,土中水的压力为负值,孔隙气压力为正值或者为零(等于大气压力),孔隙气压力与孔隙水压力之差即为吸力[19]p49。 4.5.23 净正应力 net normal stress s-ua 非饱和土中总应力与孔隙气压力之差[19]p48。 4.6 土的压缩、变形与固结
土中有效平均主应力的增加引起的土体收缩的性质[4]p238,240。 在外部因素影响下,土体收缩或者发生水平位移而引起的地基在竖向的位移[4]p238。 一般是指土体到主固结完成时所发生的沉降[1]p143。 4.6.4 主固结 primary consolidation 饱和或者高饱和度土体中的超静孔隙水压力使土中水从土中逐渐排除,超静孔隙水压力转化为有效应力,引起土体的变形,最后超静孔隙水压力完全消散,变形也趋于稳定,这一过程称为主固结或者简称固结[2]p31, [4]p238。 4.6.5 固结沉降 consolidation settlement 主固结引起的沉降为固结沉降[4]p238,247。 地基在加载后瞬时发生的沉降,在饱和黏性土中瞬时沉降主要是由土的侧向形变引起的[4]p247。 亦称蠕变沉降。由于土骨架的蠕变性质,在有效应力不变的条件下(以及主固结完成后),土骨架随时间继续发生变形引起的沉降[4]p247。 可分为土中一点的固结度和土层的平均固结度。土中一点的固结度是指在荷载作用之后的某时间t,该点已经消散的超静孔隙水压力与最初的超静孔隙水压力之比;土层的平均固结度是指土层已经消散的超静孔隙水压力面积与最初的超静孔隙水压力面积之比[1]p146-147。 由太沙基提出的,反映饱和土体在侧限(一维)情况下受荷载作用后超静孔隙水压力消散规律的理论[2]p44。 由比奥(Biot)提出的,反映饱和土体在三维条件下受荷载后超静孔隙水压力消散规律的理论。它将土骨架变形与孔隙水的渗流耦合起来,不需假设固结过程中三个正应力之和为常数的,在理论上较严格[2]p44。 反映土的固结速率的指标,与土的渗透性和变形特性有关[3]p78。 是一个无量纲的时间尺度。对于一个土层固结度只与时间因数有关[1]p145。 饱和黏性土主固结完成后,由于土骨架的蠕变性,体积仍随时间缩小的过程[2]p31。 在以孔隙比为纵坐标,以时间对数为横坐标的固结曲线上,主固结完成以后次固结曲线近似为一直线,该直线的斜率的负值为次固结系数[2]p32, [4]p242。 土的流变指土骨架的变形与时间和应力间的关系,有压缩流变和剪切流变两类。土的流变包括蠕变、应力松弛、长期强度和应变率效应问题[12]p366。 先期固结压力与土层目前承受的有效上覆压力之比[1]p116,[2]p32[12]49。 在一点荷载下,地基沉降量与相应历时的关系曲线;或者室内固结试验测得的试样在一级荷载下的压缩量(或孔隙比)随时间的变化曲线,通常有以推测固结系数变形的变形与时间平方根曲线和变形与时间对数曲线[2]p44,[1]p153。 通过侧限压缩试验测得的孔隙比e与压力p的关系曲线,通常有e-p曲线和e-logp曲线[1]p114。 亦称侧限压缩模量。在侧限压缩试验中,施加的竖向应力增量与竖向应变增量之比[1]p114。 与广义虎克定律中的杨氏模量意义相同,但由于土的变形不是弹性变形,所以叫变形模量[2]p43。 有的土体在低应力时或一般土体在卸载与再加载时的变形可认为是弹性变形,相应的杨氏模量可叫做弹性模量[2]p43。 土体在卸载与再加载应力应变关系曲线上,连接两个端点的斜率;也指用 在侧限压缩试验中,体应变(等于竖向应变)与施加的竖向应力之比,可见它等于压缩模量的倒数[1]p115。 在侧限压缩试验中,土的孔隙比减小值与竖向应力增量之比,亦即为e-p曲线斜率的负值[1]p115。 侧限压缩试验测得的e-logp曲线近似为直线,其斜率的负值[1]p115。 侧限压缩试验测得的e-logp曲线中的卸载-再加载曲线的平均斜率的负值[1]p115。 是Duncan和Chang在康纳(Kondner)对三轴试验应力应变关系曲线的双曲线拟合基础上建立的一种非线形弹性本构模型,它有E~n和 E~B两种形式[4]p50。 由剪应力引起土的体积变化,其中剪应力引起的体缩也称负剪胀,或者剪缩[4]p42。 4.7 土的强度及其指标
定义破坏的标准,土的破坏准则一般以应力的函数来表示[4]p156。 4.7.2 强度理论 strength theory 揭示土的破坏机理的理论,用强度准则表示[4]p156。 4.7.3 莫尔-库仑强度准则(理论) Mohr-Coulomb strength criterion (theory) 由莫尔(Mohr)和库仑(Coulomb)提出的描述土抗剪强度的理论。该理论指出:土中某剪切面上的抗剪强度是作用于该面上的正应力的单调增函数。在一定应力范围内二者呈线性关系,亦即退化为库仑公式[4]p159。 4.7.4 粘聚力 cohesion 在土体的剪切面上的正应力为零时,该剪切面上的抗剪强度,亦即土的强度包线在剪应力坐标轴上的截距。它反映了土颗粒间的联结作用力[4]p121。 4.7.5 内摩擦角 internal friction angle 土的强度包线与正应力坐标轴间的夹角。它反映了土颗粒间的滑动和咬合形成的摩擦特性[1]p178,[2]p35。 4.7.6 土的强度指标 strength parameters of soil 土的强度准则中的材料参数,一般是指在不同试验条件下的莫尔-库仑强度理论中的粘聚力和内摩擦角[1]p182[11]p115。 4.7.7 三轴试验 triaxial test 将圆柱形的试样用橡皮膜包裹后,放入密封的压力室,通过液体(水)施加室压,再通过轴向的活塞杆施加额外的轴向的应力,用以在不同条件下测定土的抗剪强度和应力应变关系[4]p3。 4.7.8 常规三轴压缩试验 conventional triaxial compression test 在试验过程中室压等于小主应力并保持不变,增加轴向应力直至试样破坏的三轴试验[4]p5,[1]p119。 4.7.9 直剪试验 direction shear test 通过具有上下盒的直剪仪进行的试验:取3-4个试样,施加不同的竖向压力,然后分别施加剪切力直至试样破坏,从而直接测定土在上下盒间的固定剪切面上的抗剪强度的方法[1]p172。 4.7.10 三轴固结排水试验(CD) consolidated-drained triaxial test 施加室压时让试样充分排水固结,在随后施加轴向应力时,试样仍然排水,并保持一定的加载速率,使试样中的超静孔隙水压力充分消散的三轴试验[1]p187。 4.7.11 三轴固结不排水试验(CU) consolidated-undrained triaxial test 施加室压时让试样充分排水固结,在随后的施加轴向应力时,不允许试样排水的三轴试验。在这种试验中,量测剪切过程中的孔隙水压力,也可以测定黏土的有效应力强度指标 [1]p189。 4.7.12 三轴不固结不排水试验(UU) unconsolidated-undrained triaxial test 简称不排水试验。施加室压时和施加轴向应力时,都不允许试样排水的三轴试验[1]p185。 4.7.13 无侧限抗压强度 unconfined compression strength 是圆柱形黏性土试样在无侧向应力条件下,抵抗快速加载的轴向极限压力的强度。对于饱和黏性土,测得的无侧限抗压强度是不排水抗剪强度的二倍[1]p174。 4.7.14 固结慢剪试验 consolidated slow direct shear test 简称慢剪试验。在施加竖向压力以后,使试样充分排水固结,变形达到稳定,随后施加剪应力直至破坏的过程中控制剪切速率,使试样中的超静孔隙水压力充分消散的直剪试验[1]p188。 4.7.15 固结快剪试验 consolidated quick direct shear test 在施加竖向压力以后,使试样充分排水固结,达到变形稳定,随后快速施加剪应力直至破坏的直剪试验,在黏性土试样的试验中剪切过程中土中水基本来不及排出[1]p190。 4.7.16 快剪试验 quick direct shear test (Q-test) 在施加竖向压力后立即快速施加剪应力直至破坏的直剪试验。对于渗透系数很小(k< 4.7.17 强度包线 strength envelope 也叫莫尔-库仑强度包线。土样在受剪切破坏时,剪切面上的法向应力与抗剪强度间的关系曲线。它也是同样试样所有处于极限应力状态的莫尔园的公切线[1]p169。 4.7.18 峰值强度 peak strength 应力应变关系曲线上应力峰值点对应的应力值强[2]p36。 4.7.19 残余强度 residual strength 应力应变关系曲线上峰值点以后,应力下降达到最终稳定值时的应力值[2]p36。 4.7.20 表观内摩擦角 apparent internal friction angle 也称等效内摩擦角。考虑土的黏聚力影响的假想的内摩擦角。亦即假想在一定的工况下土体的黏聚力为零,将其抗剪强度完全当作是摩擦强度所采用的等效内摩擦角[24]5、21、105。 4.7.21 有效应力强度指标 effective stress strength parameters 用有效应力表示的土的强度准则中的强度参数。它们可准确地反映土的强度实质[1]p192。 4.7.22 总应力强度指标 total stress strength parameters 用总应力(包括超静孔隙水压力在内)表示的土的强度准则中的强度参数。对于三轴试验有固结不排水、不排水强度指标;对于饱和黏性土,还有固结快剪和快剪强度指标[1]p192。 4.7.23 天然休止角 natural angle of slope 无黏性土在松散状态或自然堆积时,其坡面于水平面间形成的最大夹角[2]p35。 4.7.24 承载比CBR 为标准试样在贯入量为 [参考文献] [1] 陈仲颐等,土力学, 1994年,北京:清华大学出版社。 [2] 《岩土工程基本术语标准》(GB/T 50279-98),1998,北京:中国计划出版社。 [3] 龚晓南等,土力学及基础工程实用名词词典,1993,杭州:浙江大学出版社。 [4] 李广信,高等土力学,2004,北京:清华大学出版社。 [5] 《土工试验规程》(SL 237-1999),1999,北京:中国水利水电出版社 [6] 《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001),2002,北京:中国建筑工业出版社。 [7] 《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999),1999,北京:中国计划出版社。 [8] 侯兆霞等,特殊土地基,2007,北京:中国建材工业出版社。 [9] 谭罗荣,孔令伟,特殊岩土工程土质学,2006,北京:科学出版社。 [10] 戚筱俊主编,工程地质及水文地质,1996,北京:中国水利水电出版社 [11] 华东水力学院,土力学,1984。 [12] 殷宗泽等编,土工原理,2007,北京:中国水利水电出版社。 [13] 陆明万等,弹性力学基础,1990,北京:清华大学出版社。 [14] 清华大学水力学教研组,水力学,1961,北京:人民教育出版社。 [15]工程地质手册,(第三版)1992,北京:中国建筑工业出版社。 [16]张忠苗等,工程地质学,2007,北京:中国建筑工业出版社。 [17]周景星等,基础工程,2007,北京:清华大学出版社。 [18]《地基基础设计规范》(GB50007-2002)。2002,北京:中国建筑工业出版社。 [19] 陈仲颐等译,D.G.Fredlund,非饱和土力学,1997,北京:中国建筑工业出版社。 [20]清华大学,水力学,1959,北京:人民教育出版社 [21] 铁摩辛柯,材料力学,1978,北京:科学出版社。 [22]陈仲颐等,汉英-英汉双解岩土工程名词小词典,1982, [23] 徐秉业等,应用弹塑性力学。1995,北京:清华大学出版社。 [24]《建筑边坡技术规范》(GB50330-2002),2002,北京:中国建筑工业出版社。
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