第三章_土的力学性质(第12-17讲)ppt课件.ppt

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1、土的力学性质2012年5月含砾土黄土第三章土的力学性质3.1土的压缩性实训四土的压缩试验3.2土的抗剪性3.3土的击实性实训五土的击实试验本章主要内容室内固结试验e-p曲线、e-lgp曲线土的压缩性指标：压缩系数、压缩模量Es、体积压缩系数mv土的压缩性及其本质应力历史对土压缩性的影响重点掌握内容第三章土的力学性质一、概述体积变形主要由正应力引起使土的体积缩小压密，但不会导致土体破坏土的压缩性形状变形主要由剪应力引起当剪应力超过土体的抗剪强度土体将产生剪切破坏此时变形将不断发展为塑性变形是指土在

2、压力作用下体积缩小的特性土的压缩性反映土的孔隙性规律1、基本概念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强调：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2、压缩量的组成固体颗粒的压缩土中水的压缩一、概述粘性土固结问题实质是研究孔隙水压力消散有效应力增长的全过程理论问题土的固结（压密）饱和土土的压缩量随时间增长的过程。在外力作用下，孔隙水排出，土体密实，土的抗剪强度提高。2、压

3、缩量的组成一、概述室内压缩（固结）试验土的压缩性指标由现场测试3、压缩性指标的确定方法一、概述二、固结试验及压缩性指标研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称固结试验三联固结仪刚性护环加压活塞透水石环刀底座透水石土样荷载注意：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（一）固结试验和压缩曲线1、固结试验2、e-p曲线研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律Vv＝e0Vs＝1H0/(1+e0)H0Vv＝eVs＝1H1/(1+e)pH1spVv＝e0Vs＝1H0

4、/(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面积不变pH0-H1＝s2、e-p曲线压密定律根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-p曲线，为压缩曲线p1p2p3e1e2e3ep2、e-p曲线压密定律e0eppe压缩性不同的土曲线形状不同曲线愈陡，土的压缩性愈高曲线A曲线B曲线A压缩性＞曲线B压缩性2、e-p曲线e0eppe根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标压缩系数压缩模量Es体积压缩系数mv曲线A曲线B2、e-p曲线1、压缩系

5、数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（二）压缩系数和压缩指数1-2＜0.1MPa-1低压缩性土0.1MPa-1≤1-2＜0.5MPa-1中压缩性土《规范》用p1＝100kPa、p2＝200kPa对应的压缩系数1-2评价土的压缩性1-2≥0.5MPa-1高压缩性土越大土的压缩性越大1、压缩系数（二）压缩系数和压缩指数根据不同压

6、力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-logp半对数曲线，为e-logp压缩曲线p1p2p3e1e2e3epCc1、压缩系数（二）压缩系数和压缩指数土的e-p曲线改绘成半对数e-logp曲线,后直线段的斜率e1-e2lgp2-lgp1Cc=（二）压缩系数和压缩指数2、压缩指数CcCC＜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Cc越大土的压缩性越大（二）压缩系数和压缩指数2、压缩指数Cc根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-logp半对数曲线，为e-log

7、p压缩曲线p1p2p3e1e2e3epCc（二）压缩系数和压缩指数2、压缩指数Cc土在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值z/zEs与a成反比Es愈大，a愈小，土的压缩性愈低（1）压缩模量EsEs表示土抵抗变形能力的力学性指标Es=z/z=e1-e21+e1p（二）压缩系数和压缩指数3、压缩模量Es和体积压缩系数mv（2）体积压缩系数mv土在侧限条件下体积应变与竖向附加压应力增量的比值mv=e1-e21+e1p=HPH11ESa1+e1mv==mv越大土的压缩性越高（二）压缩系数和压缩指

8、数3、压缩模量Es和体积压缩系数mv三、回弹曲线和再压缩曲线e0ep回弹曲线压缩曲线再压缩曲线pe残余变形弹性变形回弹曲线压缩曲线再压缩曲线e0cabdfpipieeep土的变形以残余变形为主残余变形（塑性变形）ep不可恢复ep>ee弹性变形ee可恢复残余变形>弹性变形三、回弹曲线和再压缩曲线四、应力历史对压缩性的影响（一）沉积土层的应力历史1、根据先期固结压力划分的三类沉积土层先期固结压力pc超固结比在此压力作用下已压缩至稳定天然土层在成土地质历史上曾受过的最大固结压力OCR=p