第三章土的力学性质ppt课件.ppt

《第三章土的力学性质ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章土的力学性质压缩性抗剪性击实性自1173年动工修建，当塔筑至24m高时发生倾斜，限于当时技术水平，因不知其原因而停工。100年后续建至塔顶，高约55m，全塔总重约145MN，基础底面平均压力约50kPa。地基持力层为粉砂土，下面为粉土和粘土层。塔向南倾斜，南北两端沉降差达1.80m，塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5°，成为危险建筑。1990年1月4日被封闭。比萨斜塔为了防止斜塔继续倾斜，意大利当局在斜塔北侧的塔基下码放了数百吨重的铅块，并使用钢丝绳从斜塔的腰部向北侧拽住，还抽走了斜塔北侧的许多淤泥，并在塔基地下打入10根50米长的钢柱。今天看来，政府所采取的种种措施颇具成效，终于使

2、这座举世无双、经历了数百年风雨的罗马式建筑摘掉了钢绳的束缚，摆脱了倒塌的危机。塔身倾斜度从原来的5.5度挺直为现在的3.99度。2001年12月15日起，恢复向游人开放。参与该项工作的工程师说，斜塔在未来300年内不会出现倒塌。正在纠偏中的比萨斜塔（刘福明摄于2000年）加固塔身地基处理方法：压重法和取土法钢柱加固第一节土的压缩性一、土压缩变形的特点与机理土的压缩性是指在压力作用下体积变小的性能。由于土的压缩实质上是土孔隙中的水分和气体被挤出，土颗粒相互移动靠拢，致使孔隙体积减小，从而引起土的体积减小。①有侧限（无侧胀）压缩——基础砌置较深的建筑物地基土的压缩接近于在无侧胀条件下进行。实验室研

3、究土的可压缩性多采用这种条件；②无侧限（有侧胀）压缩——飞机场和道路(尤其是路堤)等表面建筑物以及基础砌置较浅的建筑物地基土的压缩，近似于无侧限条件。两种压缩环境的对比二、压缩试验与压缩定律（1）试验类型：以有侧限（无侧胀）压缩为例由于土的压缩实质上是孔隙体积的变小（微观上的变化）,而在有侧限条件下的压缩变形具体表现为土的纵向变形（宏观上的变形），因此，这两者之间必然有一定的关系。在实践中，一般用土样高度的变化（△h）和孔隙比的变化（△e）来表示这种关系。土粒水气压缩前Vp0=e0VSVs压缩后V0=VS(1+e0)土粒水气VsV1=VS(1+e1)Vp=e1VS无侧胀条件下土的压缩示意图△h

4、1h0利用固体颗粒体积Vs保持不变，推导无侧胀条件下，土发生压缩变形前后，△h1与△e的关系：P30公式※（2）压缩特性的表示方法如前所述，土的压缩实质是压力作用下，空隙中水、气排出，土粒相互靠拢所致。因此土的压缩特性主要与压力的大小和作用时间的长短（即水、气排出的速度）有关。固结曲线——孔隙比（或变形量）与时间的关系（见土力学）压缩曲线——孔隙比与压力的关系土的压缩特性的表示方法土的压缩曲线土的固结曲线土的压缩曲线e－p孔隙比压力p（kPa）e常规压缩实验，各级压力pi下变形稳定标准：1h内变形量不大于0.005mm或每级压力作用24h。ep压缩曲线：随压力p的不断增大，压缩变形量逐渐增

5、加，孔隙比e不断减小。随p增加，e刚开始变化增加快（压缩快），后面压缩慢。曲线逐渐变缓。工程实践中，一般以压缩曲线的斜率来评价土的压缩性。土的压缩定律：在压力变化范围不大时，土的孔隙比的变化（减小值）与压力的变化（增加值）成正比。α·△p或△e＝①压缩系数：α单位MPa-1或KPa-1,是表征土压缩性大小的重要指标，广泛应用于土力学计算中。相同压力变化范围内，压缩系数越大，表明土的空隙减小得越多，即压缩性越高。土的压缩系数α并不是常数，与压力区段的大小和压力水平有关。（3）压缩特性的表示指标②标准压缩系数a1-2：一般的工民建作用于地基土的压力为0.1―0.2MPa。所以在工程实践中，常选择p

6、1=0.1MPa，p2=0.2MPa所对应的压缩系数α1-2（标准压缩系数）作为判断土压缩性高低的标准。α1-2＜0.1MPa-1低压缩性土0.1≤α1-2＜0.5MPa-1中压缩性土α1-2≥0.5MPa-1高压缩性土α、αs越大，土的压缩性越高，抵抗压缩变形的能力越弱③压缩模量——指土在有侧限的条件下受压时，在受压方向上的应力与相应的应变之比。单位：MPa（KPa）。Es越大，土的压缩性越低，抵抗压缩变形的能力越强实际工程中也常用p1=0.1MPa,p2=0.2MPa相对应的压缩模量来评价土的压缩性，常用于土力学沉降计算中。Es＞15MPa低压缩性土4＜Es≤15MPa中压缩性土Es≤4M

7、Pa高压缩性土④变形模量——无侧限（有侧胀）条件下，压应力与相应的压缩应变的比值通常称为变形模量（E0），通过现场载荷试验求得。P210E0越大，土的压缩性越低，抵抗压缩变形的能力越强压缩模量Es——有侧限（无侧胀），△h小变形模量E0——无侧限（有侧胀），△h大EsE0＞第二节土的抗剪性一、土发生破坏的两种类型:b.拉断破坏——拉应力引起，裂隙面两侧沿垂直于裂隙面方向（即沿拉应力方向）发生相对位