土的破壞

在力的作用下,土會產生連續性滑動面,從而導致整體性破壞或者發生加速變形的現象。由於土基本上不能承受拉應力,建築活動儘可能避免拉應力在土內發生,因而工程實踐中所發生的土的破壞,基本上都是剪應力作用的結果。

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在力的作用下,土會產生連續性滑動面,從而導致整體性破壞或者發生加速變形的現象。由於土基本上不能承受拉應力,建築活動儘可能避免拉應力在土內發生,因而工程實踐中所發生的土的破壞,基本上都是剪應力作用的結果。
土抵抗剪應力的最大能力,稱為土的抗剪強度()。將其與剪下面上所承受的正應力()的關係繪於S-坐標系中,得出近於直線型的剪下曲線,亦即莫爾破壞圓的包絡線,可表示為
=tg+
式中為內摩擦角,為內聚力。此式稱為莫爾-庫侖破壞準則。
土抗剪強度的本質和剪下曲線的形狀隨土的粒組級配而異。對粘性土來說,內摩擦(tg)實際上是粘粒表面結合水的粘滯阻力,內聚力則主要是顆粒間公共結合水膜的結合力、分子吸引力以及乾燥狀態下固態可溶鹽的膠結力等的綜合反映。粗粒土的內摩擦力主要由固體顆粒表面的摩擦阻力和顆粒彼此間的嵌合抗力組成,顆粒之間一般不相聯結,基本上不具有內聚力,因而剪下曲線通常可表示為=tg。松砂的內摩擦角大致與其天然休止角(即自然堆積成的最大坡角)相等。由於抗剪強度是壓應力的函式,並不完全表征土的特性,故表征土抗剪性能的基本指標為內摩擦角(或內摩擦係數tg)和內聚力。它們可由試驗測定。
土在動荷載作用下比在靜荷載作用下更易發生破壞。在細粒土中,觸變性粘土最敏感,因為動荷載能夠更有效地破壞因膠體陳化而已經形成的粒間聯結。砂土對動荷載的敏感性隨土密實程度的降低而明顯提高,某些疏鬆飽水砂土在振動荷載作用下甚至發生突然液化(見砂土液化)。土在振動荷載作用下的破壞程度,除取決於土本身的地質特徵以外,還與振動的振幅、頻率和持續時間有關。
土體中常有結構面(層面、不同成因的裂隙),它們的強度較低。土體的破壞往往沿結構面發生。
土的破壞對建(構)築物造成極為嚴重的惡果。地基土破壞後,可使建築物發生大量沉陷或破裂,影響建築物的正常使用,甚至導致建築物破壞。邊坡和洞室土的破壞,會使這些構築物完全失效。

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