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70-01-01
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谁人能解释在硬土地中挖出一方土再埋回,土变松了但却发现土不能填满原坑,变少了?能解释吗?
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原土在长期的外力作用下形成了现有土质的结构状态，通常是比较密实和坚硬的。但是为什么人工挖出的土会“膨胀”呢？其实并不是严格意义上的膨胀。土是一种比较特殊的受力材料，它既不是弹性受力材料也不是塑性受力材料，约定的叫法是弹塑性材料。从力的角度分析，一个实验土体，当施加压力的时候土体会随着压力的增加发生塑性变形，但是当外力消除后土体会回弹，发生一个短时期的弹性变形，虽然土体发生了弹性变形，但是它不能恢复到施加压力前的形状。然后进行第二次加荷→卸荷，第三次加荷→卸荷……，如此做几十次反复后，土体会被压缩成成一个极限状态，无论在施加荷载多少次土体都只是发生一个极限的塑性变形和一个极限的弹性变形。这个时候用仪器可以判断出处于极限状态下的土体和实验前的土体在内部结构上已经完全不同！也就是说明土体在反复荷载的作用下内部结构发生了改变。土体的内部结构虽然发生了改变，但是它本身具有的特性是不会消失的，就是前面所说的——弹塑性，这样的土体就好比是自然状态下被压密实的土。当人工挖出土体的时候，被挖出的那部分土体因为外力的作用与原来的土体发生了分离，所以结构将在次发生变化。在变化前土体的结构状态是处于一个相对的极限状态，与原来的土体一旦分离从某个角度上个被挖出的那部分摆脱了原来土体对它的约束。所以这时候它将会以它的特性做一个短时期的弹性变形，即是我们看到的假象“膨胀”，不但被挖去的土会发生弹性变形，原来地面内被掩埋的土体在挖出后暴露，它们的约束也消失或减少，所以留在地面上暴露出的新土也会发生弹性变形。土体在自然变形结束后内部会重新组织，形成一个新的结构。以上就是土体“膨胀”的原因。通常土体的膨胀与初始的内部结构和土质有关，一般而言土的“膨胀”系数不会超过1.4，也不会低于1.2。即：土被挖出后的体积为 V = 1.2~1.4v 小v为挖出时的体积。一开始没有看清楚所问的问题，所以前面解答的是关于土的“膨胀”现象，现在回答一下为什么会没有回填满?（收缩）挖出土回填后没有填满的原因只有一个,那就是土体在大气中内部的水分流失，这样土体的从体积就会变小。不只是一个简单的体积变小，土体中的一个重要指标“含水率”降低，含水率降低我们通常看上去就是“干”和“稀”，专业上是含水数值上升到塑性指标Wl之上，从原来的“稀泥巴”变成了“干泥巴”，含水率下降后将会极大的影响到弹塑性变形的回弹率，即是说明土被挖出后虽然有弹性变形，但是变形后大量水分流失，之后发生的弹塑性变形非常小，工程上忽略不记。另外因为土中水分的流失，原本占用土中体积的位置变成了“孔”，在回填的时候经过捣实土就占据原本水的位置，所以回填的时候会有填不满的现象。通常像土有“收缩”现象出现的时候是在实验室完成的，在自然条件下只会“膨胀”。
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