2013年9月21日 星期六

土力09與10

2012/07/29 20:37
各位研究員大家好:

Terzaghi的砂湧分析,是一種獨特的砂湧分析,依其高見,砂湧浮動區是在不透水壁體的下游側D×(D/2)的範圍內。我們檢討此一區塊的W’U’FS= W’/ U’。無論如何,砂湧的安全係數一定可以寫成FS=icr / i = 臨界水力坡降 / 現在的水力坡降。注意U’完全是滲流水壓us的貢獻,不包含靜水壓力uss的貢獻

管湧要注意考問答題,並輔以畫圖回答之。管湧,可由其英----piping(成管道),而猜得其意。

第五章介紹了砂湧、上舉的安全係數。有的FS2,有的FS1.2。請注意砂湧、上舉的破壞機制不一樣,安全係數的內容不一樣。當我們越能肯定掌握某一災變的外力大小、抗力大小、災害的影響層面,我們就可以用較小的安全係數。反之,若不能充分掌握某一災變的外力大小、抗力大小,我們就必須用較大的安全係數。

另一方面,若災變引起的損失(人員、機具、財產、金錢)較大,則也需使用較大的安全係數;若災變引起的損失較小,則可用較小的安全係數。

上舉所使用的FS最小(只有1.2),因為我們j容易得知水壓力大小(插水壓計即可)k容易確定土層單位重(鑽探取樣即可)l上舉時,土壤與壁體之間產生摩擦力,我們卻忽略此摩擦力貢獻,故已偏保守,所以規範FS只取1.2

第六章土壤壓縮性的考題比第五章多。

土壤的壓密試驗,對象是S=100%試體。壓密試驗,只是鋼筋單拉試驗的顛倒,所異者,鋼筋單拉試驗,我們鮮少記錄時間,但在這裡,我們必須記錄時間,為以後的壓密速率計算題鋪路。另一個相異的地方,材力以應力為縱軸,應變為橫軸;土力以應力為橫軸,孔隙比(類似應變)為橫軸。壓密,是排除超額孔隙水壓,而使得土體沉陷的過程。

大學裡,所學的大部分是線性力學,很少非線性力學,更少黏滯性力學。你知道土壤力學竟是你少數學的非線性力學與黏滯性力學嗎?

何以非線性?土壤越壓越緊密(故稱壓密)av値越壓越小,其實意思即E值越來越大,並非線性。何以塑性、黏滯性?因土壤會記仇(有記憶性,鋼筋沒有),被重壓再解壓後後形成過壓密土壤,再也不是正常壓密土壤。力量在黏土內傳遞有時間性(有效應力傳遞緩慢),鋼筋的力量卻是即時傳遞。

跨學科的比較能力,你的學校教授不一定有,不然你去問結構組的老師土力問題,保證被他轟出來。只有找會長,你才看得到跨學科的精髓。真正要學好本門學科,最後一定要經歷「從其他學科看本學科」的歷程。

土壤依其受力歷史,分為NCOC壓密中土壤。
對於正常壓密土壤,OCR = σ0/σv’ = σc/σv’ = 1
其中σv是依土壤層次厚度及單位重算出來的有效應力,σ0是依土層中點目前的有效應力,σc是黏土層次中點的預壓密應力。

對於過壓密土壤,OCR = σc/σ0’ = σc/σv’ > 1
其中σv是依土壤層次厚度及單位重算出來的有效應力,σ0是依土層中點目前的有效應力,σc是黏土層次中點的預壓密應力。

對於壓密中土壤,OCR = σ0/σv’ < 1
其中σv是依土壤層次厚度及單位重算出來的有效應力,σ0是依土層中點目前的有效應力。

請注意到,分母都是σv

應力歷史對土壤很重要,過壓密土壤顯得比較硬,同樣的應力增量作用在OCNC上,OC所獻出來的壓縮量會較小。Das的書沒教壓密中土壤,死讀Das的書會落榜。

Casagrande圖解法必背,建議先畫圖形,再輔以文字說明。由試驗室壓密曲線修正得工地壓密曲線的方法必背,記得提及Schmertmann的名字,會使你在考卷上看起來更專業。

對於黏土沉陷量的計算,請注意:j基面應力淨增量怎麼算(要扣掉覆土重)k黏土受力的應力歷史,亦即它是正常壓密、過壓密還是壓密中,此事涉及要用Cs還是Cc

材力裏,計算材料壓縮量,只有E這個參數,土力卻有CsCc,你對此有什麼感想?這代表土壤有記憶性,它記得預壓密應力,能比較目前應力和預壓密應力孰大孰小,鋼筋卻沒有記憶性。

研究員課堂中持續發問,對自己人生學習是好事,畢竟上榜的事自己,加油!

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