土力学7-土的压缩性

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1、土力学土力学SoilMechanicsSoilMechanics长安大学地测学院长安大学地测学院林鸿州林鸿州土力学土的基本性质(SoilProperties)土的组成(SoilComposition)土的工程分类(ClassificationofSoil)土的渗透性与渗流(FlowofWaterinSoil)有效应力原理(EffectiveStressConcept)土体中的应力(StressesinaSoilMass)土的压缩性(CompressibilityofSoil)土的抗剪强度(ShearStrengthofSoil)土的击实特性(So

2、ilCompaction)土力学侧向土压力(LateralEarthPressure)土坡稳定性(SlopeStability)浅基础的承载力(SoilBearingCapacityforShallowFoundation)土的压缩性(CompressibilityofSoil)差异沉降问题的工程案例墨西哥某教堂，地基：20多米厚的粘土问题：沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。差异沉降问题的工程案例Kiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触差异沉降问题的工程案例新建11层楼房已有4层楼修建新建筑物：房引起原有建筑物开裂差异沉降问题的工程案例4

3、7m3987150175194199沉降曲线(mm)建筑物过长：长高比＝7.6:1西安地裂缝和地面沉降问题因超抽地下水，而发生地面沉降问题，并加剧地裂缝的活动沉降的基本特点土具有荷载变形特性作用荷载大小地基发生沉降土的变形特性一致沉降差异沉降地基厚度（沉降量）（沉降差）土的特点（碎散、三相）建筑物上部结构产生附加应力沉降具有时间效应－沉降速率影响结构物的安全和正常使用沉降的分类瞬时沉降(Immediatesettlement)加载后地基瞬时发生的沉降，为土的弹性变形固结(压密)沉降(Consolidationsettlement)饱和或接近饱和的土在基础荷载的

4、作用下，产生超静孔隙水压力，随着超静孔压的消散，土骨架产生变形所造成的沉降次固结沉降(SecondaryConsolidationsettlement)主固结沉降完成以后，在有效应力不变条件下，由于土骨架的蠕变特性引起的变形。这种变形的速率与孔压消散的速率无关，取决于土的蠕变性质砂性土??粘性土??一维固结基本原理PP初始状态钢筒—侧限条件边界条件弹簧—土骨架一般方程物理模型：水体—孔隙水带孔活塞—排水顶面活塞小孔—渗透性大小渗流固结过程一维固结基本原理PPhPhhwPh0t00tt附加应力:=p附加应力:=p附加应力:=pzzz超

5、静孔压:u==p超静孔压:u0有效应力:’=pzzz渗流固结过程一维固结基本原理渗流固结过程产生超静孔隙水压力u,’随时间在变化不排水条件下相当于t=0时刻土的压缩性试验－侧限压缩试验变形测量试验设备－侧限压缩仪固结容器（固结仪）固结容器：环刀、护环、导环、透水加压设备石、加压上盖和量表架等加压设备：杠杆比例1:10变形测量设备支架侧限压缩试验的试验方法•施加荷载，静置至变形稳定测定：•逐级加大荷载轴向应力轴向变形时间百分表试验结果：PP3承压板P2P1水槽te,s环刀e0es31e2s内环

6、2es3透水石1t试样固结过程的三个阶段I初始压缩阶段变形II主固结阶段III次固结阶段时间(logscale)主固结为超静孔压的消散阶段；次固结则与土颗粒重排有关e-logp曲线1Cec0.9指标：0.81CsC:压缩指数(CompressionIndex)c0.7C:回弹指数(SwellIndex)s0.6logp1001000正常固结粘土和超固结粘土前期固结压力(PreconsolidationPressure)土层在历史上所受到的最大有效覆土压力pcp：目前状态下的有效垂直压力p=p：正常固结土c超固结比(OverconsolidationRatio)p

7、>p：超固结土cpp1：超固结OCR<1：欠固结土越密实，压缩性越小先期固结压力p的确定方法cCasagrande法(1936)－e-logp经验作图法eAC(a)在e-logp压缩试验曲线上B找曲率最大点mm1(b)作水平线m1in3rm(c)作m点切线m22(d)作∠1m2的角平分线m3D(e)m3与试验曲线的直线段交于点B(f)B点对应于先期固结压力pcpclogp扰动程度对e-logp曲线的影响e01.0原状样0.8扰动增加扰动越小，压缩曲线e越接近于直线0.6重塑样0.4

8、2e00.