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4土和岩石的物理力学性质

4土和岩石的物理力学性质

4.1土的组成与分类

4.1.1土的组构soilfabric

土的固体颗粒及其孔隙的空间排列特征。

4.1.2土的结构soilstructure

土的固体颗粒间的几何排列和联结方式。

4.1.3土骨架soilskeleton

土中固体颗粒构成的格架。

4.1.4比表面积specificsurface

单位体积或单位质量土颗粒的总表面积。

4.1.5孔隙水porewater

土体孔隙中储存和运动的水。

4.1.6自由水freewater

处于地下水位以下,存在于土粒表面电场影响以外的水。

4.1.7重力水gravitationalwater

在重力作用下,能够在孔隙中自由运动并对土粒有浮力作用的水。

4.1.8毛细管水capillarywater

由于水的表面张力,土体中受毛细管作用保持在自由水面以上并承受负孔隙水压力的水。

4.1.9吸着水absorbedwater

受粘土矿物表面静电引力和分子引力作用而被吸附在土粒表面的水。

4.1.10塑性图plasticitychart

以塑性指标数Ip为纵坐标、液限ω1为横坐标用于细粒土分类的图。

4.1.11粒径分布曲线grainsizedistributioncurve

反映粒径小于某尺寸的土颗粒质量占土的总质量百分率的关系曲线。

4.1.12粒径grainsize

土粒直径,即粗土粒能通过的最小筛孔孔径,或细土粒在静水中具有相同下沉速度的当量球体直径。

4.1.13粒组fraction

按工程性质划分的如砂粒组、粉粒组、粘粒组等土粒粒径组。

4.1.14巨粒土overcoarse-grainedsoil

粒径大于60mm的颗粒含量大于总质量的50%的土。

4.1.15粗粒土coarse-grainedsoil

粒径大于0.075mm的颗粒含量大于总质量50%的土。

4.1.16细粒土fine-grainedsoil

粒径小于0.075mm的颗粒含量大于或等于总质量50%的土。

4.1.17漂石(块石)boulder(stoneblock)

粒径大于200mm,以浑圆或棱角状为主,其含量超过总质量的50%,并且粒径大于60mm的颗粒超过总质量75%的土。

4.1.18卵石(碎石)cobble

粒径大于60mm,和小于或等于200mm,以浑圆或棱角状为主,其含量超过总质量50%,并粒径大于60mm的颗粒超过总质量75%的土。

4.1.19砾类土gravellysoil

粗粒土中粒径为2~60mm的砾粒含量多于50%的土。

4.1.20砂类土sandysoil

粗粒土中粒径为2~60mm的砾粒含量少于或等于50%的土。

4.1.21粘性土cohesivesoil

颗粒间具有粘聚力的土。

4.1.22无粘性土cohesionlesssoil

颗粒间不具有粘聚力的土。

4.1.23限制粒径constrainedgrainsize

粒径分布曲线上小于该粒径的土含量占总土质量的60%的粒径,记为d60。

4.1.24有效粒径effectivegrainsize

粒径分布曲线上小于该粒径的土含量占总土质量的10%的粒径,记为d10。

4.1.25不均匀系数coefficientofuniformity

反映土颗粒粒径分布均匀性的系数(Cu)。

4.1.26曲率系数coefficientofcurvature

反映土颗粒径分布曲线形态的系数(Cc)。

4.1.27级配gradation

以不均匀系数Cu和曲率系数Cc来评价构成土的颗粒粒径分布曲线形态的一种概念。

4.1.28良好级配土well-gradedsoil

不均匀系数Cu≥5,曲率系数Cc为1~3的土。

4.1.29不良级配土poorly-gradedsoil

不同时满足Cu≥5和Cc为1~3的土。

4.1.30不连续级配土gap-gradedsoil

由于土中缺乏某一范围的粒径而使粒径分布曲线上出现台阶的土。

4.1.31不扰动土样(原状土样)undisturbedsoilsample

天然结构和含水率相对地保持不变的土样。

4.1.32扰动土样disturbedsoilsample

天然结构受到破坏或含水率有了改变的土样。

4.1.33土的现场鉴别fieldidentificationofsoil

根据肉眼观察、手触、鼻闻等感觉对天然土鉴别定名。

4.2土的物理力学性状与试验

4.2.1含水率watercontent

土中水的质量与土颗粒质量的比值,以百分率表示。

4.2.2密度density

单位体积土的质量。

4.2.3容重unitweight

单位体积土的重量。

4.2.4土粒比重specificgravityofsoilparticle

土颗粒的重量与4℃蒸馏水的重量的比值。

4.2.5三相图threephasediagram

表示土体中固相、液相、气相三种组分相对含量的直方图。

4.2.6孔隙率porosity

土的孔隙体积与土总体积的比值,以百分率表示。

4.2.7孔隙比coidratio

土的孔隙体积与固体颗粒体积的比值。

4.2.8临界孔隙比criticalvoidratio

土在某一应力状态下受剪切作用,体积不变,即既不膨胀,也不收缩时的孔隙比。

4.2.9饱和度degreeofsaturation

土中孔隙水体积与孔隙体积的比值。

4.2.10颗粒分析试验particlesizeanalysis

测定土中各种粒径组相对含量百分率的试验。

4.2.11稠度界限consistencylimit

粘性土随含水率的变化从一种状态变为另一种状态时的界限含水率。

4.2.12液限liquidlimit

粘性土流动状态与可塑状态间的界限含水率。

4.2.13塑限plasticlimit

粘性土可塑状态与半固体状态间的界限含水率。

4.2.14缩限shrinkagelimit

饱和粘性土的含水率因干燥减少至土体体积不再变化时的界限含水率。

4.2.15塑性指数plasticityindex

液限与塑限的差值。

4.2.16液性指数liquidityindex

天然含水率和塑限之差与塑性指数的比值。

4.2.17缩性指数shrinkageindex

液限与缩限的差值。

4.2.18活动性指数activityindex

粘性土的塑性指数与小于2μm颗粒含量百分率的比值。

4.2.19湿化slaking

粘性土在水中,结构联结和强度丧失而崩解离散的性状。

4.2.20膨胀率swellingratio

土的体积膨胀量与原体积的比值,以百分率表示。

4.2.21膨胀力swellingforce

土体在不允许侧向变形下充分吸水,使其保持不发生竖向膨胀所需施加的最大压力值。

4.2.22自由膨胀率freeswellingratio

通过0.5mm筛的碾碎烘干粘性土试样在水中膨胀后所增加的体积与原体积的比值,以百分率表示。

4.2.23线缩率linearshrinkageratio

土体在单方向上长度的收缩量与原长度的比值,以百分率表示。

4.2.24体缩率volumeshrinkageratio

土体收缩达稳定时的体积收缩量与原体积的比值,以百分率表示。

4.2.25冻胀frostheave

土在冻结过程中,体积膨胀的性状。

4.2.26冻胀力frost-heavingpressure

土体在冻结过程中,由于体积膨胀而产生的作用于建(构)筑物上的力。

4.2.27冻胀量frost-heavecapacity

土体在冻结过程中的冻胀变形量。

4.2.28融陷性thawcollapsibility

冻土融化过程中在自重或外力作用下,产生沉陷变形的性状。

4.2.29相对密度relativedensity

反映无粘性土紧密程度的指标。

4.2.30压实性compactibility

土体在短暂重复荷载作用下密度增加的性状。

4.2.31击实试验compactiontest

用标准击实方法,测定某一击实功能作用下土的密度和含水率的关系,以确定该功能时土的最大干密度与相应的最优含水率的试验。

4.2.32最大干密度maximumdrydensity

击实试验所得的干密度与含水率关系曲线上峰值点所对应的干密度。

4.2.33最优含水率optimummoisturecontent

击实试验所得的干密度与含水率关系曲线上峰值点所对应的含水率。

4.2.34饱和曲线saturationcurve

根据击实曲线计算绘制的用以校核击实曲线的正确性的试样干密度和饱和含水率的关系曲线。

4.2.35压实度degreeofcompaction

填土压实控制的干密度相应于试验室标准击实试验所得最大干密度的百分率。

4.2.36加州承载比CaliforniaBearingRatio(CBR)

用规定尺寸的贯入杆,以一定的速率压入试样内,测得试样在规定贯入量时的贯入阻力,将其与碎石的标准贯入阻力相比得到的比值。

4.2.37渗透性permeability

以渗透系数来反映土体透水的能力。

4.2.38渗透系数coefficientofpermeability

土中水渗流呈层流状态时,其流速与作用水力梯度成正比关系的比例系数。

4.2.39渗透试验permeabilitytest

测定土体渗透系数的试验。

4.2.40达西定律Darcy’slaw

土体中水的渗流呈层流状态时,其流速与作用水力梯度成正比的规律。

4.2.41水力梯度hydraulicgradient

水流沿流程单位长度上的水头损失。

4.2.42临界水力梯度criticalhydraulicgradient

渗流出逸面处开始发生流土或管涌时的水力梯度。

4.2.43渗流seepage

重力水通过土体孔隙或岩石裂隙的水流运动。

4.2.44层流laminarflow

流体质点运动轨迹即流线互不相交的流动状态。

4.2.45紊流turbulentflow

流体质点运动轨迹即流线有交叉的流动状态。

4.2.46渗径seepagepath

渗透水通过土体的流动路径。

4.2.47渗流力seepageforce

水流流经土孔隙时,作用于土骨架上的体积力。

4.2.48压缩性compressibility

土在压力作用下体积缩小的特性。

4.2.49固结consolidation

饱和粘性土承受压力后,土体积随孔隙水逐渐排出而减小的过程。

4.2.50主固结primaryconsolidation

饱和粘性土受压力后,随孔隙水的排出孔隙水压力逐渐消失至零,有效应力相应增加,体积逐渐减小的过程。

4.2.51次固结secondaryconsolidation

饱和粘性土在完成主固结后,土体积仍随时间减小的过程。

4.2.52K0固结K0-consolidation

土体在不允许侧向变形条件下的固结。

4.2.53固结试验consolidationtest

测定饱和粘性土试样受荷载排水时,稳定孔隙比和压力关系、孔隙比和时间关系的方法。

4.2.54压缩系数coefficientofcompressibility

在K0固结试验中,土试样的孔隙比减小量与有效压力增产量的比值,即e~p压缩曲线上某压力段的割线斜率,以绝对值表示。

4.2.55体积压缩系数cofficientofvolumecompressibility

在K0固结试验中,土样的体积应变增量与有效压力增量的比值。

4.2.56压缩模量constrainedmodulus

土在侧限条件下受压时,竖向有效压力与竖向应变的比值。

4.2.57压缩指数compressionindex

压缩试验所得土孔隙比与有效压力对数值关系曲线上直线段的斜率。

4.2.58回弹指数swellingindex

在压缩试验中,土样受压后卸荷回弹时,近似为直线的孔隙比与有效压力对数值关系曲线的平均斜率。

4.2.59等时孔压线isochrone

饱和固结土层中,在同一时刻超静水压力随深度的变化线。

4.2.60固结度degreeofconsolidation

饱和土层或土样在某一荷载下的固结过程中,某一时刻的孔隙水压力平均消散值或压缩量与初始孔隙水压力或最终压缩量的比值,以百分率表示。

4.2.61固结系数coefficientofconsolidation

与土的渗透系数、体积压缩系数和水的容重有关的反映土固结速率的指标。

4.2.62次固结系数coefficientofsecondaryconsolidation

数值等于土体主固结完成后,固结曲线后段的斜率的反映土体次固结速率的指标。

4.2.63时间因数timefactor

固结理论中与试样的最大排水距离、固结系数及固结时间有关的一个无因次数。

4.2.64先期固结压力preconsolidationpressure

土在地质历史上曾受过的最大有效竖向压力。

4.2.65超固结比overconsolidationratio(OCR)

土体曾受的先期固结压力与现有土层有效覆盖压力的比值。

4.2.66正常固结土normallyconsolidatedsoil

现有的土层有效覆盖压力等于其先期固结压力的土。

4.2.67超固结土overconsolidatedsoil

现有的土层有效覆盖压力小于其先期固结压力的土。

4.2.68欠固结土underconsolidatedsoil

在自重下尚未完成固结的土。

4.2.69湿陷性collapsibility

黄土类土在上部压力或自重作用下,浸水后产生显著附加沉陷变形的性状。

4.2.70黄土湿陷试验collapsibilitytestofloess

测定黄土在压力和水作用下湿陷变形的试验。

4.2.71湿陷系数cofficientofcollapsibility

黄土试样在一定的压力作用下,浸水湿陷的下沉量与试样原高度的比值。

4.2.72溶滤变形系数coefficientofdeformationduetoleaching

黄土及其它土试样在渗透水作用下,由于盐类溶滤产生的下沉量与试样原高度的比值。

4.2.73自重湿陷系数coefficientofself-weightcollapsibility

黄土试样在土的饱和自重力作用下,浸水湿陷的下沉量与试样原高度的比值。

4.2.74湿陷起始压力initialcollapsepressure

对给定种类和状态的湿陷性黄土,在某压力下浸水才会发生湿陷变形的那个压力。

4.2.75抗剪强度shearstrength

土体和岩体在剪切面上所能承受的极限剪应力。

4.2.76无侧限抗压强度试验unconfinedcompressivestrengthtest

确定粘性土试样在无侧限条件下,抵抗轴向压力的极限强度的试验。

4.2.77灵敏度sensitivity

原状粘性土试样与含水率不变时该土的重塑试样的无侧限抗压强度的比值。

4.2.78摩尔库仑定律Mohr-CoulombLaw

由摩尔和库仑提出的判别岩土体剪切破坏条件的强度理论。

4.2.79三轴压缩试验(三轴剪切试验)triaxialcompressiontest

通常用3~4个相同的圆柱形土试样,分别在不同的小主应力σ3围压下,施加轴向应力,即主应力差(σ1—σ3)直至试样破坏的一种求取土的抗剪强度参数(c,φ)和确定土的应力—应变关系的试验。

4.2.80不固结不排水三轴试验unconsolidated-undrainedtriaxialtest

对试样施加围压和增加轴向压力直至破坏的过程中均不允许试样排水的三轴剪切试验。

4.2.81固结不排水三轴试验consolidated-undrainedtriaxialtest

试样在围压作用下充分排水固结后,继续在对其增加轴向压力直至破坏过程中不允许试样排水的三轴剪切试验。

4.2.82固结排水三轴试验consolidated-drainedtriaxialtest

试样先在围压作用下充分排水固结,继续对其增加轴向压力直至破坏的整个过程中允许试样充分排水的三轴剪切试验。

4.2.83三轴伸长试验triaxialextensiontest

利用三轴仪,使施加在试样上的围压(σ2=σ3)大于轴向压力σ1,直至试样发生伸长破坏的试验。

4.2.84归一化normalization

整理土工试验成果时,将某一变量除以另一适当变量,以消除某些变量的影响,使几条试验曲线合而为一,藉以研究土的应力—应变普遍规律的方法。

4.2.85直剪试验directsheartest

一般取三至四个相同的试样,在直剪仪中施加不同竖向压力,再分别对它们施加剪切力直至破坏,以直接测定固定剪切面上土的抗剪强度的方法。

4.2.86快剪试验quicksheartest

在试样上施加竖向压力和增加剪切力直至破坏过程中均不允许试样排水的直剪试验。

4.2.87固结快剪试验consolidatedquicksheartest

试样在竖向压力作用下充分排水固结后,继续对其施加剪切力直至破坏过程中,不允许试样排水的直剪试验。

4.2.88慢剪试验slowsheattest

试样在竖向压力作用下充分排水固结后,继续对其施加剪切力直至破坏的过程中允许试样充分排水的直剪试验。

4.2.89应变控制试验controlled-straintest

以施加恒应变速率作为加荷方式的试验。

4.2.90应力控制试验stresscontrolledtest

以施加恒荷重速率为加荷方式的试验。

4.2.91强度包线strengthenvelope

土样受剪切破坏时,剪切面上的法向压力与抗剪强度的关系曲线。

一般常将它视为直线。

4.2.92粘聚力cohesion

粘性土的结构联结产生的抗剪强度,其数值等于强度包线在剪应力轴上的截距。

4.2.93内摩擦角internalfrictionangle

强度包线与法向压力轴的交角。

它反映颗粒间的相互移动和咬合作用形成的摩擦特性。

4.2.94天然休止角naturalangleofrepose

无粘性土松散或自然堆积时,其坡面与水平面形成的最大夹角。

4.2.95触变性thixotropy

粘性土受到扰动作用导致结构破坏,强度丧失,当扰动停止后,强度逐渐恢复的性质。

4.2.96剪胀性dilatancy

土样在剪切过程中体积产生膨胀或收缩的性状。

4.2.97应变软化strainsoftening

岩石和土试样在加荷过程中,随着应变或剪切位移增大,剪切阻力先增高,达峰值后又逐渐下降趋于稳定的特性。

4.2.98应变硬化strainhardening

岩石和土试样在加荷过程中,剪切阻力随应变或剪切位移增大而逐渐增大的特性。

4.2.99破坏强度failurestrength

物体在外力作用下达到破坏时的极限应力。

4.2.100塑性破坏plasticfailure

土体和岩体在外力作用下,出现明显塑性变形后的破坏。

4.2.101脆性破坏brittlefailure

土体和岩体在外力作用下,应变量很小时即发生的破坏。

4.2.102峰值强度peakstrength

土体和岩石试样应力—应变关系曲线上最高点对应的应力值。

4.2.103残余强度residualstrength

土体和岩体应力—应变关系曲线过峰值点后下降达到的最终稳定应力值。

4.2.104重塑强度remoldedstrength

重塑土试样的无侧限抗压强度。

4.2.105孔隙水压力系数porepressureparameter

表示不排水条件下土中孔隙水压力增量与应力增量关系的系数。

4.2.106土的本构关系(本构模型)constitutiverelationofsoil

反映土的应力、应变、强度、时间等宏观性质之间相互关系的数学表达式。

4.2.107真三轴试验truetriaxialtest

土样受三个相互独立的主应力作用的三轴压缩试验。

4.2.108平面应变试验planestraintest

模拟平面应变应力状态,即控制立方体试样的一个方向的变形为零的三轴试验。

4.2.109单剪试验simplesheartest

试样剪切时不产生竖向和水平向的线应变,仅产生剪应变的一种纯剪试验。

4.2.110扭剪试验torsionalsheartest

在圆柱形或圆环形试样的上、下面上施加扭力的剪切试验。

4.2.111动三轴试验dynamictriaxialtest

在试验仪器压力室内,以一定围压或偏压使土样固结后施加动荷载以确定土的动强度、动弹性模量与阻尼以及液化势的试验。

4.2.112动单剪试验dynamicsimplesheartest

测定土的动剪模量、动强度和阻尼系数等动力参数的一种室内试验。

4.2.113共振柱试验resonantcolumntest

将圆柱形土试样作为一个弹性杆件,利用共振方法测出其自振频率,然后确定其动弹性模量和阻尼比的试验。

4.2.114土工离心模型试验geotechnicalcentrifugalmodeltest

利用离心机提供的离心力模拟重力,将原型土按比例缩小的模型置于该离心力场中,使模型与原型相应点应力状态一致的一种研究土的工程性状的模型试验。

4.3岩石的物理力学性状与试验

4.3.1岩石分类rockclassification

根据岩石的强度、裂隙率、风化程度等物理力学性质指标将其区分成各种类别。

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