2013年9月21日 星期六

土力05與06

2012/07/16 09:10
大家好:

本次第一個重點是計算砂土層、黏土層在廣大面積加載下,砂土、黏土的短期、長期應力(總應力、水壓力、有效應力)分布。請先畫表格計算數據,再按數據畫圖。注意黏土和砂土的交界面,要仔細區分點位位置,因為加載短期的有效應力或是水壓力可能突然跳躍。加載的初期,黏土的有效應力不變,水壓會改變,亦即多出來超額孔隙水壓ue;隨時間流逝,超額孔隙水壓ue逐漸流失,最後剩下靜態孔隙水壓,此謂之到達「長期」。

砂土、礫石層排水迅速,無論長期或短期,其內均沒有超額孔隙水壓。

本次第二個重點是計算砂土層、黏土層在大面積抽水(降水)下,砂土、黏土的短期、長期應力(總應力、水壓力、有效應力)分布。請先畫表格計算數據,再按數據畫圖。注意黏土和砂土的交界面,要仔細區分點位位置。加載的初期,黏土的有效應力不變,水壓會改變,亦即多出來超額孔隙水壓ue;隨時間流逝,超額孔隙水壓ue逐漸流失,最後剩下靜態孔隙水壓,此謂之到達「長期」。

因為黏土加載的初期,來不及排水,體積不變,顆粒結構方式不變,有效應力就不變。水受壓力後,水不容易改變體積,但水的壓力相對容易上升。排水後,體積改變,顆粒結構方式改變,有效應力就改變。

第三個重點是,計算有限面積加載下的土壤應力增量。角隅法只能計算基礎角隅下方的應力增量,影響圖可以計算各位置的應力增量,最常用的還是「豎21」的應力往下傳播方式,爾後算黏土層的壓密沉限量較常用此法。請注意應力傳播是從載重基面(開挖面)開始。

總水頭(htotal) = 位置水頭(helevation 壓力水頭(hpressure)。水是從總水頭高處往總水頭低處流動。

孔隙水壓力參數有ABCD4個。必須在不排水前提下,才有孔隙水壓力參數。這4個參數,尤其AB,影響到將來進行三軸試驗時,計算試體超額孔隙水壓的大小。請注意A值經常不是1,有些人常把A認為1

挑戰百萬大學堂:為什麼一般情形下,鋼筋只進行單拉試驗,混凝土只進行單壓試驗,土壤試體卻這麼多名堂,至少有ABCD4種試驗?少一兩種不行嗎?您覺得呢?

因為鋼筋不是泡在水裏受拉,土壤是泡在水裏受壓,土壤試體有排不排水的問題。針對土壤不同的受壓過程(指圍壓、軸差應力)與側向可不可以變形,會引發不同的超孔隙水壓,所以有不同的孔隙水壓力參數。

又見到應力莫爾圓了,圓規買了嗎?注意本教材是使用「壓逆為正」法則,也請注意找OP(平面原點)的方法。不同書籍符號法則不同,搭配的莫爾原座標軸方向也不同,讀者要注意整體配合性,不要虎頭配蛇尾。

我們已經進到第一個工程性質「滲透性」了,請趕快做書中習題,以免後面負擔更大。

單位時間流量q = kiA,總流量Q = qt,水力坡降i = (Δhtotal) / L,注意分子是「總水頭差」

一般而言,欲知土壤的工程性質,有三種手段。一是取土樣進試驗室試驗,二是在現地試驗,三是根據以往統計數據作成經驗公式。在求滲透係數k中,很明顯看到這3種方法各行其道。定水頭、變水頭試驗與現場抽水試驗(有兩種)k值公式,務必要背。

當滲流方向與層次方向平行時,我們欲用一「等效」滲透係數kx (keq)代表整層的滲透細數時,kx = Σ(每壹層的加權係數)(每壹層的ki),公式外觀上類似彈簧並聯時的公式。其中的加權係數,就是「該層的厚度除以整體土層厚度」,加權係數恆小於1。但所有的加權係數加起來等於1

祝研讀順利。

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