A. 试验资料整理及成果应用
由试验测记的百分表读数εy,εc和εg,根据式(5-5)、(5-6)可求出饱和粘性土的原状和重塑状态的不排水剪强度Cu和C′u。若采用电测式十字板剪切仪资料则可用式(5-7)、(5-8)计算强度Cu和C′u值。根据Cu和C′u值据式(5-11)可计算出土的灵敏度St。
一、十字板强度与室内三轴强度的比较
十字板测得的不排水剪强度,与室内三轴不排水强度相比,能更好反映土的天然结构和应力状态。国内、外学者曾将十字板资料与室内试验资料进行对比。
1.国内对饱和软粘土所做的比较试验
我国曾在东南沿海一带做过大量的比较试验,以比较十字板强度与无侧限抗压强度及三轴不排水强度之间的差异。所用的试样都是以薄壁取土器钻取的高质量的未扰动土样。所有土样的塑性指数Ip=15~24,粘粒(d<0.005mm)含量为9%~50%。由34个土样整理得qu/2-Cu关系式,其关系用下式表示:
表5-3 现场十字板剪切试验记录表
qu/2=Cu-0.03 (5-12)
由34个土样整理出三轴不固结不排水剪强度Cuu-Cu关系式:
Cuu=Cu-0.037 (5-13)
表5-4 十字板强度与三轴固结不排水强度的比较
之后,在进行福建莆田北洋海堤,浙江舟山大成塘海堤及温岭东海塘海堤现场试验时,都曾比较三轴固结不排水剪的Ccu与十字板试验的Cu、qu的试验(十字板试验的Cu、φu指标的取得,是将十字板强度沿深度的变化换算为十字板强度Cu与垂直固结压力的关系式确定出来)。所得结果如表5-4所列。
2.国外对灵敏软粘土所做的比较试验
1972年,Bjerrum提出对填土工程地基,根据假设滑动面所通过的方向分别采用三轴压缩、单剪、三轴拉伸三种试验测定不排水抗剪强度,以三者的平均值代表整个滑动面的平均抗剪强度(图5-5)。
图5-5 现场不同位置的抗剪强度与室内剪切试验的关系
20世纪80年代后期,在两个场地做了十字板试验与室内强度试验的比较。室内试验为K0结状态下的不排水三轴压缩及拉伸试验、单剪不排水剪切试验。此外,还测定了有效上覆压力σ′v0及先期固结压力σ′p等值。
表5-5 各种归一化不排水抗剪强度的平均值
两个场地为高灵敏度的海相粘土,其灵敏度由浅层的 St=30 至深处的近于St=400。静止侧压力系数K0=0.55,Ip=10%~17%。两处的十字板强度Cu(FV)、三轴压缩τc、三轴拉伸τe、单剪τd及平均强度τave,以相应深度的先期固结压力σ′p对上述各种强度进行归一化。在5.5~12.5m范围内算出各种归一化不排水抗剪强度的平均值,列于表5-5。
由表可以看出,两个场地的τave/σ′p与Cu(FV)/σ′p平均值是相等的,与τd/σ′p也相当一致。这说明:如室内的固结不排水试验是在现场应力条件下进行固结的,则十字板试验强度与室内归一化不排水抗剪强度是相同的。
研究资料表明:十字板抗剪强度随剪切速率的增大而增大,而一般加荷速率比工程实际的加荷速率大。
Bjerrum依据软基上筑堤的破坏实例,绘出理论的破坏安全系数与地基土的塑性指数的关系,如图5-6所示。在综合分析比较实测的十字板强度与实际破坏工程反算的平均强度的基础上,提出了综合的修正系数μ,以修正后的十字板不排水抗剪强度作为设计值,即:
Cu(设计值)=μ·Su(实测值) (5-14)
式中:Cu为设计采用的不排水抗剪强度;Su为十字板试验的实测强度;μ为修正系数,随土的塑性指数而变。
图5-6 软基上筑堤的理论破坏安全系数与地基土塑性指数的关系
图5-7为μ-Ip关系。由图可见:Ip越低,μ值越高。其后,一些研究结果进一步验证Bjerrum公式的合理性。
图5-7 修正系数μ与Ip的关系曲线
二、成果应用
十字板剪切试验成果可按地区经验来确定地基承载力、单桩承载力,计算边坡稳定,并判别软粘土的固结历史。
1.计算软土地基承载力
根据中国建筑科学研究院、华东电力设计院的经验,地基容许承载力可按式(5-15)估算:
fk=2Cu+γh (5-15)
式中:fk为地基承载力标准值(kPa);Cu为修正后的十字板强度(kPa);γ为土的重度(kN/m3);h为基础埋深(m)。
日本中濑明男(1963)利用图5-8给出地面处条形荷载下地基极限承载力公式:
土体原位测试与工程勘察
式中:λ为Cu-h直线的斜率;t为Cu-h直线段的延长线在h轴上的截距;B为条形荷载的宽度。
图5-8 Cuh关系
根据式(5-16),结合荷载、上部结构和地质条件,取安全系数1.5~2.0,计算地基容许承载力。
2.软土地基抗滑稳定性分析
用十字板能较准确圈定滑动面位置,并为复核和采取工程措施提供可靠的抗剪强度指标。
对饱和软粘土地基施工期的稳定问题,采用φ=0 分析方法,其抗剪强度应选天然强度,可选十字板强度、无侧限抗压强度或三轴不固结不排水强度。
在20世纪50~60年代,国内、外都以破坏工程实例总结使用十字板强度的经验。瑞典的Cadling和Odenstad(1950)根据11处滑坡工程,以十字板强度计算安全系数,其平均值为1.03。南京水利科学研究院根据多年的经验积累认为,以十字板强度用总应力分析方法进行稳定分析时,稳定安全系数选用1.30左右。交通部港口工程规范(1978年版)规定,当采用快剪指标时,选K=1.0~1.2,而采用十字板强度,选K=1.1~1.3;而JTJ250-98版中,笼统提到K=1.1~1.3,仍意味着对不同强度选不同的K值。
3.估算桩的端阻力和侧阻力
桩端阻力
qp=9Cu (5-17)
桩侧阻力
qs=α·Cu (5-18)
式中:α为与桩类型、土类、土层顺序等有关的系数。
根据桩端阻力qp和桩侧阻力qs可以估算单桩极限承载力。
4.检验软土地基的加固效果
实践表明:十字板强度能十分敏感地反映出地基强度增长的状态,故已经成为检验加固效果的主要手段。
例如,浙江杜湖土坝地基加固效果的检验,时间的跨度长达10年,有很好的规律性,见图5-9。
图5-9 1970~1980年浙江杜湖土坝地基加固效果检验
5.判定软土的固结历史
根据Cu-h曲线,可以判定饱和软土的固结历史。如果Cuh曲线大致呈一通过地面原点的直线,可以判定为正常固结土;若Cu-h直线不通过原点,而与纵坐标的向上延长轴线相交,则可判定为超固结土。
参考文献
中华人民共和国国家标准.2002.《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001,北京:中国建筑工业出版社
林宗元主编.2003.《简明岩土工程勘察设计手册》,北京:中国建筑工业出版社
孟高头.1997.《土体原位测试机理、方法及其工程应用》[M].北京:地质出版社
南京水利科学研究院土工所.2003.《土工试验技术手册》,北京:人民交通出版社
王钟琦,孙广忠,刘双光等.1986.《岩土工程测试技术》,北京:中国建筑工业出版社
张喜发,刘超臣,栾作田,张文殊.1984.《工程地质原位测试》[M].北京:地质出版社
B. Excel 怎样做三轴曲线走势图
你要插入曲线图,首先要有数据源。"假设有下表数据:你要把产品A、B、C三种产品个月产量用折线形象的表现出来,就选择整个数据区域(从A1到G4),然后在菜单栏点插入图表,在里面选择折线图,以月份为横坐标,按提示下一步、下一步,然后就可以看到A、B、C三条折线各月的产量情况。
月份
产品 1月 2月 3月 4月 5月 6月
A 245 323 401 389 371 635
B 246 216 326 479 558 516
C 247 323 402 319 453 424
先要做好一个表格,然后单击插入-图表-折线图,选择一种你要的样式,再按提示做
C. 魔兽世界人物坐标怎么查看。要求有X轴 Y轴 Z轴 三轴的坐标。
设向量AB起点A的坐标为(x?,y?,z?);终点B的坐标为(x?,y?,z?);其方向角分别为α、β、γ;那么AB在坐标轴上的投影有两种计算方法:
Prjx=∣AB∣cosα=x?-x?;
Prjy=∣AB∣cosβ=y?-y?;
Prjz=∣AB∣cosγ=z?-z?;
其中Prj表投影,后面的x、y、z应该写矮一点(但我打不出来),表在x、y、z轴上的投影。
用那种方法计算要看条件。如果给出的是向量的模和方向角,当然用前一种;如果给的是起点
和终点的坐标当然要用后一种。
现在已知AB=4i-4j+7k及终点B的坐标(2,-1,7);要求起点A的坐标,当然就有:
【4i是AB在x轴上的分矢量,4是在x轴上的投影;-4j是AB在y轴上的分矢量,负号表明该分矢
量的方向指向y轴的负向,4是在y轴上的投影;7k是AB在z轴上的分矢量,7是在z轴上的投影】
2-x?=4,故x?=-2;
-1-y?=-4,故y?=3;
7-z?=7,故z?=0.
即A点的坐标为(-2,3,0).
【你的概念有点模糊,没有什么“它要先垂直地面”之说。】
【你可画个立体图,证明上述结论的正确性。】
D. 如何用excel制作三轴图。即,有x,y,z轴的图
“插入--图表--曲面图”进去 即可一步步做下去。
E. 急求如何用excel做三轴折线图
你是说图表里的功能 吧
直接插入图表 里选择拆线图即可
F. 不同岩石试样的常规三轴压缩曲线
单轴抗压强度为245MPa的Westerly花岗岩,在试验围压为0~155MPa的范围内,完全没有屈服平台,峰后变形几乎不受围压影响,一直处于II类全程曲线的脆断状态[1](图7-1)。明显的是,随着围压增大,岩样的峰前线性变形范围增大,而峰值强度的增加值减小。
图7-2是殷庄粉砂岩Ⅱ部分常规三轴压缩的应力-应变全程曲线,其中岩样A由于存在明显的沉积结构面,不是通常的单一断面剪切破坏,故其软化曲线和残余强度较为特殊。图中已用虚线表示了该岩样没有缺陷时的屈服过程,其理想强度与另一个围压为30MPa的岩样强度大致相当。
图7-1 Westerly花岗岩全程曲线
曲线上数字是围压,单位:MPa
图7-2 常规三轴压缩的应力-应变全程曲线
曲线上数字是围压,单位:MPa
图7-3a是平顶山八矿顶板砂岩部分试样常规三轴压缩的应力-应变全程曲线,所有试样的强度在图7-3b给出。试样的平均模量与围压关系不大,强度随围压增大,但在试验围压为40MPa范围内已经偏离线性。
从图7-2、图7-3及图2-8的苏长岩等试验结果可以发现,岩样在达到峰值应力之后的弱化过程与围压无关,或者说围压对其峰后的变形过程并没有影响。对图7-2和图7-3的砂岩而言,围压40MPa相当于单轴抗压强度的1/3或1/2,但全程曲线中并未出现屈服平台。一般而言,硅酸盐类岩石的强度随围压有较大增加,而延性却增加很少,在围压为数百MPa时仍能呈脆性状态,如石英砂岩甚至在围压为2000MPa时还会出现脆性破裂。
图7-3 细砂岩不同围压下轴向压缩应力-应变全程曲线和强度
曲线旁数值是围压,单位:MPa
图7-4是Nugget砂岩恒定围压的三轴压缩全程曲线[2]。在峰值应力之前,没有明显的屈服平台,但峰后随着围压增加,残余强度逐步增大,与峰值强度的差异减小。可以设想,围压从310MPa继续增高,岩样的峰值强度与残余强度将完全一致,但是应力峰值之前的变形与围压关系不大。
图7-4 Nugget砂岩恒定围压的三轴压缩全程曲线
曲线上数字是围压,单位:MPa
与此相反的是大理岩等碳酸盐类岩石材料,随着围压的升高,屈服过程发生显著变化,由脆性转向延性[3]。著名的Carvala大理岩的单轴和三轴压缩全程曲线已在图1-1 中给出。图7-5是Tennesse大理岩[4]的试验结果,在最高围压为48MPa时已完全进入延性状态,该值仅相当于单轴强度的35%。试样的残余强度随围压的增大明显大于峰值强度。这些与粉砂岩的结果形成鲜明对比。
图7-6是粗晶大理岩的常规三轴应力-应变全程曲线,岩样取自雅砻江锦屏一级水电站坝区[5]。当围压在3MPa以上时,这种粗晶大理岩就已经进入延性状态。随着压缩变形的增加,轴向应变可以达到 0.01,在长达 30min的时间内,应力保持恒定,实在是非常奇特的。另外,岩样的峰值强度和残余强度与围压之间没有明显的线性关系。
对图7-6的试验结果稍作分析就可以发现,无论是垂直于层理加载,还是平行于层理加载,在围压10MPa以上时,岩样的轴向承载能力与围压的差都大致保持常数,即岩样进入延性变形状态后,主应力差与围压无关。也就是说,在岩样的塑性变形过程中最大剪切应力保持恒定,这与金属材料的变形性质完全相同。在本章的7.4节至7.7节还会给出大量的大理岩不同围压下的应力-应变曲线。
图7-5 Tennesse大理岩的全程曲线和强度特性
a—全程曲线;b—峰值强度和残余强度;曲线上数字是围压,单位:MPa
图7-6 粗晶大理岩的全程曲线
a—平行于层理加载;b—垂直于层理加载;曲线上数字是围压,单位:MPa
上述试验结果充分表明,围压对岩样变形的影响随材料而变化,差异巨大。这也是众所周知的事实。下面以岩石材料屈服过程中承载能力、内摩擦力的变化特征来作一定性解释。
G. 求教高手EXCEl如何绘制三轴折线图
插入—图表—折线图
在生成的折线图上的纵轴和横轴分别点右键选择你要生成数据的文本就可以了
H. 关于excel软件如何做三轴图表的问题
插入——图表——三维柱状图(也可以选其他三维图),具体的要看要求是怎样的。
Excel功能非常多,图表是直接生成的,三轴图也是其中的一种,操作很简单的。
I. 怎样在excel中做三轴图
1、首先选中要处理的数据,即需要绘制图标的数据,一般来说应由三组以上数据组成。
2、在“插入”菜单下找到找到柱形图按钮,此处任选一种图标形式,其他的图标形式原理类似。
3、插入的原始柱形图,会发现其实只有两个坐标,接下来需要对第三组数据进行坐标处理,如选中第三组数据柱状图。
4、单击"右键"调出右键菜单,选择“设置数据系列格式”。
5、在弹出的窗口中选择“系列选项”菜单,设置,选择“次坐标轴”。
6、这时候已经出现三个坐标轴了,但是图标显示的方式不是很好看,需要对第三坐标数据的柱形图做些修改。
7、选中第三坐标数据柱形图,单击右键调出右键菜单,选择“更改系列图标类型”。
8、在弹出的窗口中选择折线图,当然也可以根据的需要和喜好选择其他的图标类型。