土的压缩和地基变形解读.ppt

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1、第5章土的压缩性及地基变形计算（5.1-5.2）5.1概述地基沉降的分类:均匀沉降和不均匀沉降(1)均匀沉降:过大的沉降将会严重影响构筑物的使用和美观.(2)不均匀沉降:构筑物可能发生裂缝、扭曲和倾斜，影响使用和安全，严重时甚至使建筑物倒塌。5.1概述学习本章的目的:将地基变形控制在容许范围以内地基的变形是可压缩地基上构筑物最重要的控制因素之一，为保证构筑物的正常使用和安全可靠，必须将地基变形控制在容许范围以内;(2)采取地基加固处理或采用其他的基础形式。5.1概述本章主要内容土的压缩性沉降计算方法沉降与时间的关系5.2土的压缩性5.2.1基本概念(1)土在压力作用下，体积变化的

2、现象称为土的压缩性(2)土体产生体积缩小的原因；(3)土的固结，主固结（依赖于有效应力的固结），次固结（有效应力不变时粒间位置变动引起的固结）；(4)不同土的压缩性有很大的差别，其主要影响因素:A.土本身的性状(土粒级配.成分.结构构造.孔隙水等)B.环境因素(如应力历史、应力路线、温度等)。(5)评价土的压缩性方法:侧限压缩试验(即固结试验)和现场荷载试验。1、压缩试验(1)试验装置：室内侧限压缩仪(又称固结仪)(2)试验准备(3)试验荷载控制：通常按50kPa，100kPa，200kPa，300kPa，400kPa，500kPa逐级加载5.2.2压缩试验与压缩定律末级荷载:应

3、略大于土自重与附加应力之和，但不小于200kPa(4)试验有关参数推导及成果整理压缩前后土样横截面积保持不变、土颗粒的体积不变，根据得到5.2.2压缩试验与压缩定律侧限压缩条件下土的压缩量计算公式为（5）绘制试验曲线--压缩曲线（两种形式)曲线特点:①压缩曲线陡降，是高压缩性土；②低压缩性土的压缩曲线是平缓的；③压缩曲线一般随压力的增大而逐渐趋于平缓，即在侧限压缩条件下土的压缩性逐渐减小。5.2.2压缩试验与压缩定律2.压缩定律压缩系数：曲线上任一点的切线斜率。在P1~P2段可用割线斜率代替，则：其中P1为土中竖向自重应力，P2为自重应力与附加应力之和5.2.2压缩试验与压缩定

4、律3.压缩性指标及压缩性判断(1)压缩系数为了便于应用和比较，通常采用压力由p1＝100kPa增加到p2＝200kPa时所得的压缩系数a1-2来评定土的压缩性：低压缩性土中压缩性土高压缩性土5.2.2压缩试验与压缩定律(2)压缩指数采用e-lgp曲线，优点是在应力达到一定值时，e-lgp曲线接近直线，该直线的斜率Cc称为压缩指数。即压缩指数Cc值也可用来判别土的压缩性Cc<0.2为低压缩性土，Cc＝0.2～0.35为中压缩性土Cc>0.35时，属高压缩性土。5.2.2压缩试验与压缩定律5.2.2压缩试验与压缩定律(3)体积压缩系数及侧限压缩模量土的体积压缩系数是指在完全侧限条件下

5、，受单位压力增量作用引起的单位体积压缩量.于是有(3)体积压缩系数及侧限压缩模量5.2.2压缩试验与压缩定律土体在完全侧限条件下，竖向附加应力σz与相应的应变增量λz之比由压缩试验:于是有由压缩系数公式可得Es<4MPa高压缩性土；4MPa≤Es≤15MPa中等；Es>15MPa低压缩性土(4)侧压力系数和侧膨胀系数(泊松比))5.2.2压缩试验与压缩定律5.2.3土的荷载试验及变形模量1、荷载试验荷载试验的原理：在试验土面上逐级加荷载并观测每级荷载下土的变形。绘制荷载—沉降曲线(p-s曲线)和每级荷载下的沉降—时间曲线(s-t曲线)，确定变形特性、参数和极限荷载等。(2)试验装

6、置:加荷装置、反力装置、观测装置5.2.3土的荷载试验及变形模量(3)试验过程逐级加载，通常加荷等级不少于8级。试验终止条件:达到下列情况之一时，终止加载：①承载板周围的土明显侧向挤出(砂土)或发生裂纹；②s急剧增大，p—s曲线出现陡降段；③在某一荷载下,24h内沉降速率不能达到稳定标准；④沉降s≥0.08b(b为承压板宽度或直径)。终止加载后，可按规定逐级卸载，并观测回弹。5.2.3土的荷载试验及变形模量(4)试验成果整理:绘制荷载与相应沉降量的关系曲线(p—s曲线)每一级荷载下沉降量与时间的关系曲线(s—t曲线)较接近实际；对不易取样的土更具优越性;但工作量大，费时，只在必要

7、时才作。5.2.3土的荷载试验及变形模量2．地基土的变形模量定义:无侧限情况下单轴受压时应力与应变之比。(2)计算方法：用弹性沉降公式，利用p—s曲线进行反算。(3)推导过程由弹力得任意点的沉降为积分上式得由p-s直线段得Cd为沉降系数,刚性方形承压板Cd=0.89,刚性圆形Cd＝0.795.2.3土的荷载试验及变形模量3．土的变形模量与压缩模量的关系（1）E与Es都是竖向应力与竖向应变的比值（2）E是由现场获得，有围土侧限；而Es是由室内求得，完全侧限压缩；有不可恢复的残余变形