土的力学性质(压缩性和固结理论抗剪性)

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1、第五章土的力学性质（mechanicproperties)5.1土的压缩性5.2土的抗剪性5.3土抗剪强度指标的确定5.4土的击实性工程实例：修建新建筑物：引起原有建筑物开裂高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除建筑物立面高差过大建筑物过长意大利比萨斜塔不均匀变形较大虎丘塔不均匀变形较大50多年来，主体建筑下沉最多之处约1.9米，地面高低落差40多厘米。由于地基严重下沉，房屋结构变形、裂缝随处可见，建筑物内外连接的水、电管道断裂。上海展览中心馆概况：地基为高压缩性淤泥质软土,1954年5月开工，当年底实测地基平均沉降量为60cm。1957年6月，中央大厅四周的沉降量最大达146.55cm，

2、最小为122.8cm。到1979年，累计平均沉降量为160cm.（墨西哥城）地基的沉降及不均匀沉降5.1土压缩性概述(compressionproperties)地基沉降一致沉降（沉降量）差异沉降（沉降差）导致结果：建筑物上部结构产生附加应力，影响结构物的安全和正常使用土体的压缩性，以及荷载的作用，使得地基发生沉降。影响因素：荷载大小；土的压缩特性；地基厚度；Uniformitysettlement;differentialsettlementSubsoilsettlementuniformsettlementunequalsettlement土的压缩性—在压力的作用下土体体积缩小的特性

3、室外试验室内试验压缩性测试侧限压缩三轴压缩载荷试验旁压试验一、室内压缩试验及压缩性指标1.土的压缩性测试方法2.土的压缩性及其指标二、饱和土中的有效应力(effectivestress)三、土的前期固结压力(pre-consolidationpressure)土的压缩性主要学习内容一、土的压缩性测试及压缩性指标1.土的压缩性测试方法侧限压缩试验(confinedcompressiontest)试样水槽内环环刀透水石传压板百分表测定：轴向应力轴向变形*施加荷载，静置至变形稳定*逐级加大荷载土变形的物理机制（原因）弹性变形塑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

4、小和排列形态变化引起的。(Elasticdeformation)(plasticdeformation)一）、e–p曲线、e–lgP曲线及土的压缩性指标二）、原始压缩曲线、回弹再压缩曲线2.土的压缩性及其指标一）、e-p曲线压缩系数，KPa-1，MPa-1侧限压缩模量,KPa,MPa弹性模量？(elasticmodulus)01002003004000.60.70.80.91.0ep(kPa)Compressioncoefficient;compressionmodulus称为压缩系数，KPa-1a1-2常用作比较土的压缩性大小土的类别a1-2(MPa-1)高压缩性土≥0.5中压缩性土0

5、.1-0.5低压缩性土<0.1单向压缩试验的各种参数的关系a=mv(1+e0)Es=(1+e0)/aMv=1/Eshttp://v.youku.com/v_show/id_XMjkyMjc5NTk2.htmle-lgP曲线压缩指数Ce回弹指数（再压缩指数）Ce<

6、弹曲线1.土样试验成果如下，计算a1-2和Es1-2，并评价土的压缩性（土样1e0=0.8,土样2e0=0.9）。土样编号各级压力下S值压缩系数a1-2压缩模量Es1-2土的压缩性P1=0.10MPaP2=0.20MPa11.56mm1.67mm21.00mm1.45mm作业题载荷试验：无侧限的原位试验（模拟实际受力、精度高）1.方法：在试坑中用承压板直接对测试土层加压设备主要部分：承压板规格、记录变形系统、加压系统（油压）按深度：浅层试坑载荷试验、深层钻孔载荷试验2.载荷试验P-S曲线形态（p83）oa:压密变形阶段，压力与s成直线关系，土粒发生铅直方向压密，土呈弹性变形。(compa

7、ction)ab:剪切变形段，压力超过pa，土在继续压密同时局部地区发生剪切变形，随p增大，剪切变形增大。完全破坏阶段：p超过某临界值(criticalvalue)时（pb），剪切变形形成连续滑动面，导致一部分土体相对另一部分土体滑动。二、载荷试验及变形模量(loadingtest)临塑荷载pa:由压密变形阶段过渡到剪切变形阶段的临界压力。Criticaledgepressure临界荷载pb:由剪切变形阶段过渡到完全破坏阶段的临界压