孔隙水壓力系數(shù)

不排水條件下，孔隙水壓力增量與應力增量關(guān)系的系數(shù)，以B表示。

B=1/（1 n（Cv/C））

B——孔隙水壓力系數(shù)

Cv——孔隙流體的體積壓縮系數(shù)

C——土骨架的體積壓縮系數(shù)

n——孔隙率

對于飽和的巖與土，孔隙水的壓縮系數(shù)Cv很小。在巖石中，結(jié)構(gòu)的剛度很大（C很?。?，固B值較小，而土骨架的壓縮性大（C較大），故對飽和土而言，B值取1；對非飽和土，孔隙流體的壓縮性，即Cv的數(shù)值增大，B值依賴于飽和度S。2100433B

1 試驗方法

三軸試驗在GDS 全自動靜動三軸儀上進行。試樣尺寸為Ф39.1 mm ×80.0 mm。選取某水利施工現(xiàn)場粘土料分別進行了三軸UU、CU 及CD 試驗，土樣過2 mm 篩后按土料輕型擊實最大干密度制備，土樣混合均勻后按三層擊實。試樣先進行抽氣飽和，然后在三軸儀上進行孔隙水壓力系數(shù)檢測，如果孔隙水壓力系數(shù)B 小于0.98，則需進行反壓飽和，直到B≥0.98 為止。飽和完成后分別在圍壓100 kPa、200 kPa、300 kPa 下進行三軸UU、CU 及CD 試驗。

2 三軸強度指標成果

試驗處理數(shù)據(jù)時取最大主應力差作為破壞取值標準，

三軸CU 試驗得到的有效應力指標與CD試驗得到的強度指標較為接近，CU 試驗得到的有效應力內(nèi)摩擦角比CD 試驗低1.1o，采用測孔壓的三軸CU 試驗能獲得較為可靠的有效應力強度指標。

3 試樣破壞形式

圖2 是試驗后試樣典型的剪切面樣式，從左至右分別為圍壓300 kPa 下的UU、CU 試驗及CD 試驗。由圖2 可知，試樣的主要破壞形式為沿著一個剪切面發(fā)生破壞。

根據(jù)摩爾-庫倫強度準則，在三軸試驗中，當土樣達到極限平衡時，土樣單元中與大主應力作用面夾角為45o φ/2 的面上會發(fā)生破壞。理想狀態(tài)下，如果土樣均勻且應力分布均勻的話，剪切位移會散布在整個土樣空間而不會集中在一個平面，土樣發(fā)生鼓脹，而不會出現(xiàn)剪切面，且試樣頂部及端部受到透水石的約束，表現(xiàn)為中部發(fā)生鼓脹。但一般條件下試驗很難保證試樣與應力分布絕對均勻，這樣的話試樣的某一個或幾個與大主應力作用面為45o φ/2 的斜面會先發(fā)生破壞，試樣就會沿著與大主應力作用面夾角為45o φ/2 的某一個或幾個剪切面發(fā)生破壞，試樣的變形主要集中在破壞面上 。

雖然摩爾-庫倫破壞理論是早于有效應力原理且針對一般的固體材料提出的，一般固體材料沒有孔隙水壓力，強度由總應力控制。但土是碎散顆粒材料，與連續(xù)固體材料有很大的區(qū)別，其強度由有效應力確定，土樣破壞是由于土體單元有效應力達到了極限平衡狀態(tài)。如果土樣的破壞面由總應力指標計算得到，那么在某些條件下的三軸試驗會出現(xiàn)不合理的情況。在不同圍壓條件下進行不排水剪切，對于剪前密度相同的飽和粘土樣，其偏應力破壞值也相同。如果對相同的試樣分別做兩組三軸試驗，第一組試驗先在100 kPa 壓力下進行等壓固結(jié)，然后關(guān)閉排水閥，分別將圍壓調(diào)為100 kPa、200 kPa及300 kPa 下進行不排水剪切。三個壓力下土樣的密度一致，因此不同壓力下的偏應力破壞值也應該相同，得到的總應力包線為一條水平線，即φ1=0。

第二組試驗試樣分別在100 kPa、200 kPa 及300 kPa壓力下進行等壓固結(jié)，然后在不排水條件下進行剪切，可得到總應力內(nèi)摩擦角φ2>0。如破壞角按總應力來計算，兩個試驗試樣的破裂角計算值不同，分別為αf=45o 與αf=（45o φ2/2)>45 o，這樣的話就出現(xiàn)了矛盾，兩組試驗中100 kPa 圍壓下剪切的試樣試驗條件完全相同，不可能出現(xiàn)兩個不同的破裂角?？梢?，破裂角用總應力指標來計算是不對的，結(jié)合試驗論證分析可知，三軸試驗的破裂角只能通過有效應力強度指標來計算 。

通過動三軸儀對天津市塘沽地區(qū)54組軟土試件的實驗研究，探討了塘沽地區(qū)二個上的動力特性，即：軟土固結(jié)系數(shù)（Ca）與天然含水量（W）關(guān)系為Ca＝OW；測試的最大剪切模量與Ps測井所得剪切模量有較好的對比規(guī)律，約在現(xiàn)場化；淤泥、淤泥質(zhì)土同屬軟土，其動力學參數(shù)無本質(zhì)區(qū)別，但兩者Edmax系不同；塘沽地區(qū)飽和粘土是一種粘彈性體，適應等效線性模型；塘沽地孔隙水壓力系數(shù)（A）是上下兩個陸相層的1．75倍；地基上動荷載下的載下的強度，對總強度而言，8級地震之內(nèi)動強度降低值在靜條件下的化；土的動強度隨循環(huán)振動次數(shù)的增加而遞減，應力比了σd/σo′與導次數(shù)（Nf）呈冪函數(shù)關(guān)系。因此，從塘沽地區(qū)24m以上靜三軸剪切試驗線類型可以證明，本區(qū)晚更新世以來地殼活動明顯。 2100433B