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为了获得与工程有关的土壤资料,必须进行土壤调查,这包括现场研究和实验室测试。可靠的地下岩层资料必须通过钻探才能获得。
土壤的重要工程性质包括︰内摩擦力(土壤抗滑坍的阻力,砂砾的内摩擦力大于黏土)、内聚力(也起防滑作用,起因于土壤颗粒间的相互吸引力,与湿度有明显关系,黏土内聚力极高,但砂砾几乎无内聚力)、压缩性(具压缩性的土壤可藉滚、夯、震等方法增加其密实度,提高其密度及持重能力)、弹性(弹性土壤不宜作为路基,因车辆经过时土壤的往复变形使路面破坏)、透水性(土壤易透水时,冬季的冻融交替和夏季的干湿循环均会影响土粒的密实度)、毛细作用(在黏土中,水汽可借毛细作用上升9公尺〔30迟〕)等;此外,密度、稳定性和固结性也常要加以测量。
1773年法国物理学家库仑(Charles-Augustin de Coulomb)发表有关土压力的理论;1857年,苏格兰工程师兰金(William Rankine)提出土质量平衡理论。这两种经典理论虽然都未考虑到土壤的内聚力,但迄今仍是估算土压力方法的理论基础。1925年德国工程师特尔札吉(Karl Terzaghi)发表讨论在外压力下黏土压实率的数学研究报告,解释了全渍水黏土沉积物沉陷的时滞现象,同时创用土壤力学一词。
岩石力学的研究方法主要是:科学实验和理论分析。科学实验包括室内试验、野外试验和原型观测(监控)。室内试验一般分为岩块(或称岩石材料,即不包括明显不连续面的岩石单元)试验和模型试验(主要是地质力学模型试...
1,土中的三相(固相、液相和气相)。土的固相(无机矿物颗粒【原生矿物】【次生矿物】)(有机质)。液相(结合水)(自由水【重力水】【毛细水】)。气相(连通)(不连通)
调查法 调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研究方法,它综合运用历史法、观察法等方法以及谈话、...
地基用来分散其本身、上层建筑及其他作用力所产生的荷载以便避免土壤产生过度的应力,导致建筑物的不均匀沉陷和破裂。地基建筑分扩展式地基和深地基两种。扩展式地基有放宽式底脚(底脚主要用于支撑各个支柱或承重墙)、筏基(一般由粗钢筋混凝土板组成,位于整个建筑物或主要部位之下,可将荷载广为分散)、浮基(浮基为箱形构造,即挖土至一定深度,使起出的土方重等于建筑物总重,这样建筑物的接触压力大体上等于原来土体的压力)。深地基有桩基(桩子打入地下,桩基又分端承桩和摩擦桩)和沉箱桩(比桩基大,需要就地挖坑设模建造,一般都浇灌混凝土)两种。
工程用的边坡包括公路或铁路路堑、河坝、露天矿、壕沟、工矿废料堆、防洪堤、土质水坝,以及公路、铁路和机场的填方。在重力和摩擦力、内聚力及其他约束力的作用下,表土颗粒保持静态平衡。由于种种原因使这种静态平衡被破坏时,即发生滑坡。边坡的安全系数(约束力与诱动力之比)一般采用1.5∼2.0.要提高边坡的稳定性,首先要改善排水状况,并应防止水分进入土层;此外可栽种树木和整平坡面。这种边坡稳定方法也适用于各种堤。水库或导流用的堤坝更要注意防水性能,渗漏可影响堤坝的结构稳定性。坝心采用不透水材料,以减少渗水;坡面为透水材料,但应能防止水流冲刷;坝心及坡面间的过渡区则采用中间粒度的材料,以防中心细质材料随渗水侧向漏失。
道路、公路、机场跑道和滑行道都需铺设路面,一般是铺设在自然土层上或填方上。根据其荷载分散方式,路面分刚性和柔性两种。前者抗挠强度大,可使集中荷载分散在较大的支撑面上,一般直接在路基上或沙石基层上用水泥混凝土构筑。柔性路面的抗挠强度弱,但须设计足够的厚度,路基应力较低,这种路面由颗粒材料的基层和碎石沥青结构的防磨层组成。地下坑道的开凿方法分坚岩开凿法、软土开凿法、沉管法和随挖随填法。坚岩开凿绝大部分采用钻眼爆破技术,也有利用隧道全断面掘进机的。软土开凿较多使用隧道掘进机。若隧道要通过硬贴土时,可采用衬砌板法;施工时可利用压缩空气技术,但这只适用于直径较小的隧道。此外还可采用盾构开凿。沉管法最适用于开凿水下隧道。隧道外壳用加强钢筋混凝土预先建造,然后运至预定水面,放沉后连接。随挖随填开凿法常用于地道工程,尤其适用于浅层隧道。2100433B
植被混凝土力学性能研究方法探讨
通过分析植被混凝土的特性,结合相关研究成果,借鉴类似材料力学性能的研究方法,提出了适合植被混凝土力学性能的研究方法:采用水泥土力学性能研究方法侧重研究植被混凝土的植物生长前期,采用根土复合体力学性能研究方法侧重研究植被混凝土的植物生长正常以后,并且2种方法相互结合。
土壤质量指标和评价方法-南京土壤研究所
·326 · 土 壤 2001 年 第6 期 土壤质量指标和评价方法 ① 张 华 张甘霖 (中国科学院南京土壤研究所 南京 210008 ) 摘 要 土壤质量是反映土壤保持生物生产力、 环境质量以及动植物健康能力的土壤的内在属性。 土壤 质量评价是根据土壤内部属性对土壤综合状况进行表达。评价必须确定合适的时间和空间尺度,综合量化分析指 标和不可量化的描述性指标。评价方法包括定性评价和定量评价,系统化的定性评价仍有其现实意义。定量评价 要选择指标的最小数据集( MDS),采用最小数据集( MDS)+土壤变换函数( PTF)的方法将土壤质量指标和土 壤功能相联系,对土壤的各个功能因子进行评价,在此基础上利用各种数学评价方法得到综合的量化土壤质量评 价结果。 关键词 土壤质量; 土壤质量指标; 土壤质量评价 1
土壤力学性质(又称机械物理性质)包括黏结性、黏着性、可塑性和胀缩性,以及其他受外力作用而发生变形的性质,这些性质又称为土壤结持性。土壤力学性质与土壤耕作中的诸多问题,如耕作难易、耕作质量、土壤压板等密切相关。土力学就是研究土壤力学特性的土壤学分支学科。
土壤胀缩性只在塑性土壤中发现。这种土壤干时收缩,湿时膨胀,土壤膨胀是指黏质土壤在吸水时总容积增大的现象。土壤吸水膨胀时所产生的压力称为土壤膨胀压(soil swelling pressure)。土壤收缩(soil shrinkage)是指黏质土壤随含水量减少而总容积减小的现象。土壤收缩,分为结构收缩(structure shrinkage)、常态收缩(normal shrinkage)和剩余收缩(residual shrinkage)。结构收缩是指黏质土壤在含水量减少过程中,首先出现的土壤总容积减少低于失水容积减少的阶段,常态收缩是指黏质土壤在含水量减少的过程中,土壤总容积减少与失水容积减少相等的阶段;剩余收缩是指黏质土壤在含水量减少的过程中,土壤总容积减少大于失水容积减少的阶段。
土壤动力学性质是指土壤受外力作用时所产生的力学性质,如土壤强度、塑流、压缩、摩擦等。土壤动力学作为一门科学,始于20世纪20年代。1950年美国工程师学会建立了独立的土壤动力学学科,成为农业基础性研究领域之一。
土壤动力学参数是动力学性质的量度,可用来说明土壤对施加力的反作用。根据土壤动力学参数,以作用力为输入、土壤变形为输出的基本方程定量描述工具作用和土壤反作用的关系。动力学参数可分为独立动力学参数和合成动力学参数两类。以自变形式出现的土壤动力学参数包括剪切、拉伸、压缩、塑流、摩擦和附着力(黏着力)。合成参数反映了由几个独立动力学参数综合产生的性能,如穿透阻力、承压强度和感应强度等,可用简单方法测定,当对其中的独立参数难以分别测定时,则可测合成参数。2100433B