土力学课件土的压缩性及基础沉降量计算

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1、4土的压缩性与地基沉降量计算学习目标：了解影响土的压缩性的主要因素，土的弹性变形和塑性变形的概念，规范法计算沉降量的原理，饱和黏性土地基单向渗透固结理论。掌握压缩试验原理及其压缩性指标，土的单向压缩的计算公式及适用条件。会用分层总和法和规范法计算沉降量。墨西哥某宫殿左部：1709年右部：1622年地基：20多米厚粘土工程实例问题：沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。左侧建筑物于1969年加固工程实例Kiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触工程实例基坑开挖，引起阳台裂缝新建筑引起原有建筑物开裂工

2、程实例高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除工程实例建筑物立面高差过大47m3915019419917587沉降曲线(mm)工程实例建筑物过长：长高比7.6:14.3地基最终沉降量计算4.2应力历史对土体压缩性的影响本章内容4.1土的压缩试验和压缩曲线（指标）4.4地基变形与时间的关系4.1土的压缩试验和压缩曲线4.1.1基本概念4.1.2室内侧限压缩试验4.1.3变形模量和弹性模量§4.1.1基本概念土在压力作用下体积减小的特性称为土的压缩性。在一般工程压力（100-600kPa）作用下，固体矿物颗粒和水的压缩量极

3、其微小，一般不到土体总压缩量的1/400，工程上可以忽略不计；孔隙中气体的压缩变形只有在土体饱和度很高，且土中含有封闭气体时才能发生，且所产生的压缩变形量占土体压缩量的比重很小，一般也可以忽略不计。土被压缩的实质是：土颗粒之间产生相对移动而靠拢，水和气体排出，使土体孔隙减小所致。土体在压力作用下，孔隙中的水和气体的排出需要有一个时间过程，压缩量随时间增长的过程称为土的固结，土体压缩完成称为固结完成。压缩性指标测试：三轴应力状态弹性模量E压缩指数Cc抗剪强度指标c、弹性模量E抗剪强度指标c、室内试验侧限压缩试验三

4、轴压缩试验无侧限抗压强度试验一维问题压缩系数压缩模量Es原位试验荷载试验旁压试验其它原位试验变形模量E0地基承载力az旁压模量Em不排水抗剪强度等标准贯入试验触探试验§4.1.2室内（侧限）压缩试验1.侧限试验原理支架加压设备固结容器变形测量水槽护环环刀透水石试样加压活塞百分表测定：轴向应力轴向变形2.侧限压缩试验装置3.绘制压缩曲线：e~p曲线e~lgp曲线4.土体压缩性指标(1)压缩系数侧限压缩试验的e－p曲线上任一点处切线的斜率α反映了土体在该压力p作用下土体压缩性的大小。曲线平缓，其斜率小,土的压缩性

5、低；曲线陡，其斜率大，土的压缩性高。从对土评价的一致性出发，我国《建筑地基基础设计规范》中规定，取压力:p1=100kPa(0.1MPa)p2=200kPa(0.2MPa)对应的压缩系数1-2作为判别土体压缩性的标准：1-2＜0.1MPa-1属低压缩性土；0.1MPa-1≤1-2＜0.5MPa-1属中压缩性土；1-2≥0.5MPa-1属高压缩性土。(2)压缩指数Cc在e~lgp曲线上其后部很长一段为直线，此直线段的斜率称为土体的压缩指数Cc：压缩指数越大，土的压缩性也越大，Cc＜0.2为低压缩性土；0.2

6、≤Cc≤0.4为中压缩性土；Cc＞0.4为高压缩性土。土体在侧限条件下，其竖向压力的变化增量与相应竖向应变的比值，称为土的压缩模量Es，即：(3)压缩模量Es同样可以用相应于p1=100kPa、p2=200kPa范围内的压缩模量Es值评价地基土的压缩性。Es1-2＜4MPa高压缩性土；4Mpa≤Es1-2≤15MPa中压缩性土；Es1-2＞15MPa低压缩性土。4.土的回弹和再压缩曲线当土体历史上曾受过的固结压力大于目前所受压力作用时，土体压缩量将大大减小，因而地基的变形也较小。根据这一原理，为了减小高压缩性地基的

7、沉降量，往往在修建筑物前对其进行预压处理。同时要考虑基坑开挖引起的地基土回弹问题。10010000.60.70.80.9eCc11Celgp(kPa)Ce回弹指数（再压缩指数）Ce<

8、，同时测定各级荷载作用下载荷板的沉降量及周围土体的位移情况，加荷直至地基土破坏失稳为止。载荷试验反压重物反力梁千斤顶基准梁荷载板百分表试验得到压力p与所对应的稳定沉降量s的关系曲线：p～s曲线，依据曲线利用弹性力学公式求得变形模量E0浅层深层§4.2应力历史对土体压缩性的影响土的应力历史：土体在历史上曾经受到过的应力状态;先期固结压力pc：土在其生成历史中曾