土的压缩性和地基沉降计算

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1、第三章土的压缩性和地基沉降计算§3.1土的压缩性§3.2地基最终沉降量主要内容§3.1土的压缩性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无粘性土粘性土透水性好，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一、有效应力原理无粘性土地基上的建筑物土的透水性强，压缩性低沉降很快

2、完成粘性土地基上的建筑物土的透水性弱，压缩性高达到沉降稳定所需时间十分漫长播放动画饱和土的压缩主要是由于土的外荷作用下孔隙水被挤出，以致孔隙体积减小所引起的饱和土孔隙中自由水的挤出速度，主要取决于土的渗透性和土的厚度渗透固结：与自由水的渗透速度有关的饱和土固结过程土体中由孔隙水所传递的压力有效应力σ是指由土骨架所传递的压力，即颗粒间接触应力模型演示得到：饱和土的渗透固结过程就是孔隙水压力向有效力应力转化的过程，在任一时刻，有效应力σ和孔隙水压力u之和始终等于饱和土体的总应力σ饱和土体有效应力原理孔

3、隙水压力u是指外荷p在土孔隙水中所引起的超静水压力有效应力的概念：通过土颗粒骨架传递的应力孔隙水压力的概念：通过孔隙水来传递的压力一、有效应力原理有效应力原理加在饱和土体任意点的总应力，应由土颗粒和孔隙水应力共同承担，即：当地面以上水深h1发生升降变化时，可以引起土中总应力的变化，但是有效应力不会随水位的升降发生变化，同时土骨架也不会发生变形研究土在侧向受限，只有竖向产生压缩变形下的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称固结试验主要试验仪器：侧限压缩仪三联固结仪二、侧限压缩试验刚性护环加压活塞透水石环

4、刀底座透水石土样荷载注意：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1.压缩仪示意图2.压缩试验原理一固结土样，受荷前A，V0，H0，e0，土粒体积Vs0土样在任意一级荷载作用下达到稳定后的高度为，孔隙比ei，土粒体积不变，压缩前且压缩后且得3.e-p曲线（e－lgp曲线）研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律Vv＝e0Vs＝1H0/(1+e0)H0Vv＝eVs＝1H1/(1+e)pH1s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

5、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p五、沉降分析中的若干问题1.土的回弹与再压缩pe弹性变形塑性变形adbcb压缩曲线回弹曲线再压缩曲线1.土的卸荷回弹曲线不与原压缩曲线重合，说明土不是完全弹性体，其中有一部分为不能恢复的塑性变形2.土的再压缩曲线比原压缩曲线斜率要小得多，说明土经过压缩后，卸荷再压缩时，其压缩性明显降低2.粘性土沉降的三个组成部分1.sd——瞬时沉降2.sc——固结沉降3.ss——次固结沉降e0eppee-p曲线三、压缩性指标压缩性不同的土

6、，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四个压缩性指标1.压缩系数a2.压缩指数Cc3.压缩模量Es4.变形模量E0曲线A曲线B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p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲线△p△e利用单位压力增量所引起得孔隙比改变表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，不是常量《规范》用p1＝100kPa、p2＝200kPa对应的压缩系数

7、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Cc在曲线上其后部很长一段为直线，此直线段的斜率为土体的压缩系数Cc低压缩性土中压缩性土高压缩性土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《规范》用p1＝100kPa、p2＝200kPa对应的压缩模量Es评价土的压缩性Es1-2＜4

8、MPa高压缩性土4MPa≤Es1-2＜15MPa中压缩性土Es1-2≥15MPa低压缩性土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§3.2地基最终沉降量计算一、分层总和法地基最终沉降量地基变形稳定后基础底面的最大竖向位移1.基本假设地基是均质、各向同性的半无限线性变形体，可按弹性理论计算土中应力在压力作用下，地基土不产生侧向变形，可采用侧限条件下的压缩性指标为了弥补假定所引