土的压缩性和地基沉降2

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1、有效应力原理1、饱和土体的任一平面上任一时刻受到的总应力等于有效应力和孔隙水压力之和2、土的强度的变化和变形只取决于有效应力的变化土体中由孔隙水所传递的压力土骨架所传递的压力，颗粒间接触应力宁夏地下水超采形成地面沉降宁夏某地由于地下水长期超量开采，已形成7个深层地下水位降落漏斗，成为全国地下水位降落漏斗面积和地面沉降面积较大的地区。江河湖海水位的涨落对底部土体固体骨架的应力状态有无影响？思考：Why?水土试想：海面水深的变化会引起海底A、B两处土骨架发生变形吗？1mu=0.01MPa104mu=100MP

2、aABh1h2hAA结论：有效应力和地面以上水深无关，即地面以上水深的变化只引起土体中总应力的变化，而有效应力不变，因此土骨架不发生变形分析A点受力：第四章土的压缩性和地基沉降计算§4.1土的压缩性§4.2地基最终沉降量§4.3饱和土渗流固结理论§4.4建筑物沉降观测与地基容许变形地基沉降变形及其工程问题土的变形特性的工程应用地基最终沉降量计算沉降量与时间的关系建筑物地基沉降变形特征沉降量倾斜沉降差局部倾斜§4.1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

3、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固结容器：环刀、护环、导环、透水石、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：百分表侧限压缩(固结)仪支架加压设备固结容器变形测量试验装置一、压缩试验研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称固结试验试样水槽内环环刀透水石传压板百

4、分表施加荷载，静置至变形稳定逐级加大荷载测定：轴向应力轴向变形试验过程试验装置注意：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，不产生侧向变形研究侧限压缩条件下有效应力与压缩应变之间关系的室内试验方法试验设备：侧限压缩仪（固结仪）侧限压缩试验应力状态sh＝K0sz；s3＝sh；s1＝sz试验方法：逐级加荷，测定应力、变形现象观察：每级荷载作用下压缩变形达到稳定需要经历一定时间解释：水和气排出需要时间；变形是排气排水，孔隙减小的结果教学试验2.e-p曲线研究土在不同压力作用下

5、，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pe0eppee-p曲线曲线A曲线B曲线A压缩性＞曲线B压缩性二、压缩性指标压缩性不同的土，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三个压缩性指标1.压缩系数a2.压缩指数CC3.压缩模量Es

6、4.变形模量E01.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ep0p1p2e1e2-e=-(e2-e1)=e1-e2pa反映了曲线的陡缓—压缩性大小a的大小与应力水平有关在压力变化不大的条件下，孔隙比的变化与压力的变化成正比特点1、不同土的压缩系数不同，a越大，土的压缩性越大2、同种土的压缩系数a不是常数，与应力p有关3、比较不同土的压缩

7、性，应取一标准压力范围《规范》用p1＝100kPa、p2＝200kPa对应的压缩系数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p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲线△p△e2.压缩指数Cc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Cc＜0.2低压缩性土0.2≤Cc＜0.4中压缩性土Cc≥0.4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

8、模量Es与土的的压缩系数a成反比，Es愈大，a愈小，土的压缩性愈低说明：现场原位试验－荷载试验、旁压试验测定弹性理论计算中需应用E0可用现场试验测得的E0计算Es4.变形模量E0变形模量与压缩模量之间关系土的泊松比，一般0～0.5之间土在无侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值，或称为侧限模量四、土的载荷试验§4.2地基最终沉降量计算一、分层总和法二、《建筑地基基础设计规范》方法三、弹性力学方法地基最终沉降量：地基变形稳定后基