自制经典土的压缩性课件.ppt

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1、土力学土的压缩性和地基沉降计算SoilMechanics第四章土的压缩性和地基沉降计算第一节概述第二节研究土压缩性的试验及指标第三节地基沉降实用计算方法第四节饱和粘性土地基沉降与时间的关系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。第一节概述土的压缩性主要有两个特点：(1)土的压缩主要是由于孔隙体积减少而引起的。饱和土是由固体颗粒和水组成，在工程上一般的压力(100～600kPa)作用下，固体颗粒和水本身的体积压缩量非常

2、微小，可不予考虑。但由于土中水具有流动性，在外力作用下会沿着土中孔隙排出，从而引起土体积减少而发生压缩。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(2)粘性土的压缩会随时间而增长，这个随时间而增长的过程就称为土的固结。沉降：在建筑物荷载作用下，地基土主要由于压缩而引起的竖直方向的位移。(1)绝对沉降量(最终沉降)；(2)沉降与时间的关系。由于土压缩性的两个特点，因此研究建筑物地基沉降包含两方面的内容：第二节研究土压缩性的试验及指标一、室内侧限压缩试验及压缩模量室内侧限压缩试验亦称固结

3、试验。试验装置：压缩仪刚性护环加压活塞透水石环刀底座透水石土样荷载压缩仪示意图：环刀内径通常有6.18cm和8cm两种，截面积为30cm2和50cm2，高度为2cm；土样切取：用环刀切取钻探取得的保持天然结构的原状土样，由于地基沉降主要与土竖直方向的压缩性有关，且土是各向异性的，所以切土方向应与土天然状态时的垂直方向一致。压缩试验加荷：常规加荷等级p为：50、100、200、300、400kPa。每一级荷载要求恒压24小时或当在1小时内的压缩量不超过0.005mm时，认为变形已经稳定，并测定稳定时的总压缩量，这称为慢速压缩试验法。高压

4、固结加荷等级p为：500、600、700kPa…。实际工程中，为减少室内试验工作量，每级荷载恒压1～2小时测定其压缩量，在最后一级荷载下才压缩到24小时。(一)e-p曲线及有关指标Vv＝e0Vs＝1H0/(1+e0)H0Vv＝eVs＝1H1/(1+e)pH1ΔH土样在压缩前后变形量为ΔH，整个压缩过程中土粒体积和截面积不变，所以固体颗粒高度不变。土粒高度在受压前后不变整理p根据上述压缩试验可得到的～关系，据此推导土样的孔隙比与加荷等级之间的～关系。得到各级荷载p所对应的e，可得出e与p的对应关系。根据固结试验的结果可绘制压力p与相应的

5、稳定孔隙比e的关系曲线，称为土的压缩曲线。压缩曲线可以按两种方式绘制，一种是按普通直角坐标绘制的e～p曲线；另一种是用半对数直角坐标绘制的e～lgp曲线。同一种土的孔隙比并不是固定不变的，所谓的稳定也只是指附加应力完全转化为有效应力而言的。e0eppieie-p曲线压缩性不同的土，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e-p曲线可以得到两个压缩性指标：1.压缩系数a2.压缩模量Es曲线A曲线B曲线A压缩性＞曲线B压缩性e-p曲线1.压缩系数α土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应

6、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。压缩系数与土所受的荷载大小有关。可用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2.压缩模量Es土在完全侧限条件下竖向应力增量Δp与相应的应变增量Δε的比值，称为侧限压缩模量，简称压缩模量，用Es表示。说明：压缩模量也

7、不是常数，而是随着压力大小而变化。土的压缩模量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。无侧向变形，即横截面积不变，根据土粒所占高度不变的条件，可用相应的孔隙比的变化来表示：3.体积压缩系数mv土的体应变εV与竖向应力增量Δp的比值，称为体积压缩系数，用mV表示。mV与α的单位相同，α表示单位压应力变化引起的孔隙比变化，mV表示单位压应力变化引起的单位体积变化。此外，由可以看出，体积压缩系数与压缩摸量成倒数关系。(二)e-lgp曲线及有关指标当采用半对数的直角坐标来绘制室内侧限压缩试验e-p关系时，就得到了e-l

8、gp曲线。在e-lgp曲线中可以看到，当压力较大时，e-lgp曲线接近直线，这是这种表示方法区别于e～p曲线的独特优点。将e-lgp曲线直线段的斜率用Cc来表示，称为压缩指数，它是无量纲量：压缩指数Cc与压缩系数α不同，