土力学课件2011-5-土的压缩性

第五章土的压缩性和地基沉降计算 §5.1概述 §5.2固结试验与压缩性指标 §5.3应力历史对压缩性的影响 §5.4土的变形模量 §5.5土的弹性模量主要内容主要内容 土的压缩性是反映土的孔隙性规律基本内容之一 土的压缩和固结（压密）的定义。 计算地基变形时，必须取得土的压缩性指标，无论采用室内试验或原位测试来测定压缩性指标，力求试验条件与土的天然应力状态及其在外荷载作用下的实际应力条件相适应。主要内容 室内试验测定土的压缩性指标，常用不允许土样侧向膨胀的固结试验，有其简单操作和实用价值。 原位测试测定土的压缩性指标，常用现场载荷试验，它是一项基本的原位测试。 现场载荷试验和其他原位测试与室内试验比较，可以避免钻探、搬运和室内操作的土样受到应力释放和扰动。主要内容 先介绍室内固结试验及压缩性指标，包括应力历史对土的压缩性的影响， 再介绍现场载荷试验测定土的变形模量， 最后介绍室内三轴压缩试验测定土的弹性模量。掌握 掌握室内固结试验e-p曲线和e-lgp曲线测定土的压缩性指标； 应力历史对土的压缩性的影响；熟悉和了解 熟悉现场载荷试验测定土的变形模量； 了解室内三轴压缩试验测定土的弹性模量。§5.1概述土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性压缩量的组成 固体颗粒的压缩 土中水的压缩 空气的排出 水的排出占总压缩量的1/400不到，忽略不计压缩量主要组成部分说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果透水性好，水易于排出压缩稳定很快完成透水性差，水不易排出压缩稳定需要很长一段时间土的固结：土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程§5.2固结试验与压缩性指标 一、压缩试验研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称固结试验 1.压缩仪示意图注意：土样在竖直压力作用下，由于环刀和刚性护环的限制，只产生竖向压缩，不产生侧向变形 2.e-p曲线研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律Vv＝e0Vs＝1Vv＝eVs＝1土样在压缩前后变形量为s，整个过程中土粒体积和底面积不变土粒高度在受压前后不变整理其中根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-p曲线，为压缩曲线5土的压缩性5.2固结实验及压缩性指标5.2.1固结试验和压缩曲线 适用条件：大面积均布荷载，或土层不太厚。 试验仪器：压缩仪（固结仪）。 试验过程：如图示。 试验结果：ｅ～ｐ曲线。e 二、压缩性指标e0pee-p曲线压缩性不同的土，曲线形状不同，曲线愈陡，说明在相同压力增量作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土的压缩性愈高根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标 1.压缩系数a 2.压缩模量Es 3.变形模量E0曲线A压缩性＞曲线B压缩性 1.压缩系数a土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值p1p2e1e2M1M2e0e-p曲线△p△e利用单位压力增量所引起得孔隙比改变 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 征土的压缩性高低在压缩曲线中，实际采用割线斜率表示土的压缩性《规范》用p1＝100kPa、p2＝200kPa对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性 a1-2＜0.1MPa-1低压缩性土 0.1MPa-1≤a1-2＜0.5MPa-1中压缩性土 a1-2≥0.5MPa-1高压缩性土2、压缩指数粘性土的Cc值一般在0.1—1.0之间5土的压缩性5.2固结实验及压缩性指标5.2.2土的压缩系数和压缩指数 3.压缩模量Es土在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值，或称为侧限模量说明：土的压缩模量Es与土的的压缩系数a成反比，Es愈大，a愈小，土的压缩性愈低 4.变形模量E0土在无侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值。变形模量与压缩模量之间关系其中土的泊松比，一般0～0.5之间 定义：土体在侧限条件下体积应变与竖向压应力增量的比值。即：（4-8）物理意义：在单位压力增量作用下，土体单位体积的体积变化。5土的压缩性5.2固结实验及压缩性指标5.2.3土的压缩模量和体积压缩指数5、体积压缩系数（mv）土的压缩变形由弹性变形和残余变形两部分组成，其中以残余变形为主。5土的压缩性5.2固结实验及压缩性指标5.2.4回弹曲线和再压缩曲线回弹指数ce回弹模量EeCe<<Cc，一般Ce≈0.1-0.2Cc1.土变形的物理机制（原因）土受力以后为什么会表现出上述变形特性？——土的特殊性 弹性变形体应变主要是由于孔隙体积变化引起的；剪应变主要是由于土颗粒的大小和排列形态变化引起的。 接触点处弹性变形 弹性挠曲变形 颗粒滚爬的可逆性 封闭气泡受压 塑性变形 大孔隙消失 接触点颗粒破碎 颗粒相对滑移 扁平颗粒断裂5土的压缩性5.2.4回弹曲线和再压缩曲线5.2固结实验及压缩性指标 与围压有关 非线性 弹塑性 剪胀性变形特征2.土的本构模型5土的压缩性5.2固结实验及压缩性指标5.2.4回弹曲线和再压缩曲线5土的压缩性5.3应力历史对压缩性的影响5.3.1沉积土（层）的应力历史先期固结压力：历史上所经受到的最大压力p（指有效应力）s=z：自重压力p=s：正常固结土p>s：超固结土p<s：欠固结土OCR=1：正常固结OCR>1：超固结OCR<1：欠固结相同σs时，一般OCR越大，土越密实，压缩性越小超固结比：ABCDmrmin123先期固结压力σp的确定：Casagrande法（1936）(f)B点对应于先期固结压力p(b)作水平线m1(c)作m点切线m2(d)作m1,m2的角分线m3(e)m3与试验曲线的直线段交于点B(a)在e-lgσ’压缩试验曲线上，找曲率最大点mp5土的压缩性5.3应力历史对压缩性的影响5.3.1沉积土（层）的应力历史现场压缩曲线的推求正常固结土超固结土现场压缩曲线的推求p(lg)A132B前期固结应力Pce0eD0.42e0C现场压缩曲线现场压缩曲线的推求A132B前期固结应力PcEFee00.42e0CD’Dp0p(lg)现场压缩曲线现场再压缩曲线 浅层平板载荷实验及变形模量 变形模量—土体在无侧限条件下，竖向应力与竖向应变的比值。 试验设备加荷稳定装置反力装置观测装置5土的压缩性5.4土的变形模量5.4.1浅层平板载荷试验及变形模量加荷稳定装置反力装置观测装置5土的压缩性5.4土的变形模量5.4.1浅层平板载荷试验及变形模量试验设备2.现场原位试验 原位测试方法适用于：地基土为粉、细砂、软土，取原状土样困难。国家一级 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 、规模大或建筑物对沉降有严格要求。原位测试方法包括：载荷试验、静力触探试验、旁压试验等载荷试验示意图反压重物反力梁千斤顶基准梁荷载板百分表载荷试验结果 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 图－地基土的变形模量 变形模量E0 试验原理 变形模量E0计算（4-9）5土的压缩性5.4土的变形模量5.4.1浅层平板载荷试验及变形模量ω—沉降影响系数，对刚性承压板应取ωr=0.886（方形压板）或0.785（圆形压板）。b—承压板的边长或直径（m）。p1—所取定的比例界限荷载（kpa）s1—与所取定的比例界限荷载p1相对应的沉降，有时p~s曲线不出现起始的直线段，可取s1=(0.010~0.015)b(低压缩性土取低值，高压缩性土取高值)5土的压缩性5.4土的变形模量5.4.1浅层平板载荷试验及变形模量5土的压缩性5.4土的变形模量5.4.2深层平板载荷试验及变形模量5.4.3旁压试验及变形模量自学5.4.4变形模量（E0）与压缩模量（Es）的关系 如果假定土体的应力应变符合线性关系（弹性体），根据广义虎克定律可以证明E0与Es之间有以下关系：μ可由土力学试验中的三轴试验测定μ一般＜0.5；∴β一般＜1；即β=0~1故E0＜Es5土的压缩性5.4土的变形模量5.4.4变形模量（E0）与压缩模量（Es）的关系 μ也可根据土的侧压力系数K0（三轴试验确定）进行计算。E0的准确值应由载荷试验确定5土的压缩性5.4土的变形模量土的弹性模量 定义:土体在无侧限条件下瞬时压应力与压应变的比值。5土的压缩性5.5土的弹性模量三轴压缩试验确定土的弹性模量5土的压缩性5.5土的弹性模量