4.2 土的压缩性

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1、1第四章土的变形特性与地基沉降计算2本章特点有一些较严格的理论有较多经验性假设和公式强调物理意义及实际应用主线：一维压缩问题工程中的假定应力历史及先期固结压力不同条件下的总沉降量计算渗流固结理论及参数§4土的压缩性与地基沉降计算主要难点学习要点3工程实例§4土的压缩性与地基沉降计算概况：左侧建于1709年，右侧建于1622年，两者之间地基中有一岩脊问题：沉降2.2米，且左右两部分均存在明显的沉降差。ShrineofGuadalupe,MexicoCity地基：约20米厚的粘土4Kiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触5基坑开挖，引起阳台

2、裂缝6修建新建筑物：引起原有建筑物开裂新建11层楼房已有4层楼房7高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除8建筑物立面高差过大主楼4层翼楼2层9建筑物过长：长高比＝7.6:147m3915019419917587沉降曲线(mm)10土具有变形特性荷载作用地基发生沉降荷载大小土的变形特性地基厚度一致沉降（沉降量）差异沉降（沉降差）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概述§4土的压缩性与地基沉降计算土的特点（碎散、三相）沉降具有时间效应－沉降速率11变形特性及测试方法最终沉降量一维压缩一维固结沉降速率多维固结修正复杂条件下的计算公式简化条

3、件主线、重点：一维问题！§4土的压缩性与地基沉降计算§4.1变形特性测试方法§4.3地基的最终沉降量计算§4.4饱和土体的渗流固结理论室内试验室外试验侧限压缩、三轴压缩等荷载试验、旁压试验等概述§4.2一维压缩性及其指标较复杂应力状态？12§4土的压缩性与地基沉降计算§4.1变形特性测试方法§4.2一维压缩性及其指标§4.3地基的最终沉降量计算§4.4饱和土体的渗流固结理论13特殊应力状态一维问题侧限压缩试验三轴问题常规三轴试验§4.1变形特性测试方法§4土的压缩性与地基沉降计算一般应力状态理论拓展、经验积累室内试验旁压试验原位土荷载试验室外试验

4、试验目的：变形、强度特性；应力-应变关系静力触探试验标准贯入试验14§4土的压缩性与地基沉降计算§4.1变形特性测试方法一、常规三轴试验二、侧限压缩试验三、普遍应力－应变关系及本构模型四、现场原位试验15常规三轴试验一般三维应力状态:三轴应力状态：忽略中主应力的影响试验目的：变形特性、强度特点、孔压发展等§3土体中的应力计算§4土的压缩性与地基沉降计算§4.1变形特性测试方法一、常规三轴试验1、常规三轴试验仪2、固结排水试验3、固结不排水试验4、不固结不排水试验16主机系统稳压调压系统量测系统1、常规三轴试验仪孔压传感器体变管轴向位移量测轴向力量

5、测压力泵调压阀压力表压力室压力室底座主机马达主机框架离合器Casagrande1930年首先使用，可控制排水条件；可完整地测定试样受力、变形和破坏的过程；可进行不同应力路径的试验；应力状态明确；变形量测简单§3土体中的应力计算§4土的压缩性与地基沉降计算§4.1变形特性测试方法一、常规三轴试验17试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆有机玻璃罩橡皮膜透水石顶帽量测：轴向变形→应变轴向荷载→应力体积应变或孔压横梁量力环百分表量测体变或孔压试验方法§3土体中的应力计算§4土的压缩性与地基沉降计算§4.1变形特性测试方法一、常规三轴试验1、常规三轴试验仪

6、18试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆有机玻璃罩橡皮膜透水石顶帽类型施加σ3时施加σ1－σ3时量测固结排水固结排水体变固结不排水固结不排水孔隙水压力不固结不排水不固结不排水孔隙水压力量测体变或孔压§3土体中的应力计算§4土的压缩性与地基沉降计算§4.1变形特性测试方法一、常规三轴试验1、常规三轴试验仪19试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆有机玻璃罩橡皮膜透水石顶帽施加围压，排水阀门打开，试样充分固结施加(1-)时，排水阀门始终打开，加载速度慢足以使孔压消散测定：轴向应变轴向应力体积应变量测体变2、固结排水试验多用于砂性土一般先测定孔

7、压系数B§3土体中的应力计算§4土的压缩性与地基沉降计算§4.1变形特性测试方法一、常规三轴试验20v应力应变关系－松砂及正常固结粘土与围压有关非线性剪胀性围压小中大§3土体中的应力计算§4土的压缩性与地基沉降计算§4.1变形特性测试方法一、常规三轴试验2、固结排水试验21应力应变关系－密砂及超固结粘土与围压有关非线性剪胀性v围压小中大§3土体中的应力计算§4土的压缩性与地基沉降计算§4.1变形特性测试方法一、常规三轴试验2、固结排水试验22应力应变关系－松砂及正常固结粘土1Ei1Et变形模量：泊松比：§3

8、土体中的应力计算§4土的压缩性与地基沉降计算§4.1变形特性测试方法一、常规三轴试验2、固结排水试验与围压有关非线性剪胀性弹塑性23施加