最新土力学-土的压缩性和地基沉降计算课件PPT.ppt

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1、土力学-土的压缩性和地基沉降计算土力学假定：土颗粒和孔隙中的水是不可压缩的土体的压缩变形—土中孔隙的变化，对饱和土来说是孔隙水的排出土的变形特征基本概念土的压缩:土层在荷载作用下体积减小的现象地基产生沉降或变形的内因和外因:内因:地基土本身具有压缩性土颗粒变形，土颗粒的重新排列，土中孔隙体积的缩小外因:建筑物荷载在地层中引起附加应力瞬时沉降；S=S1+S2+S3主固结沉降次固结沉降饱和土体的压缩过程蠕变效应:作为一种弹塑性材料,在长期荷载作用下,粘性土的变形随时间缓慢持续增长的现象,称为蠕变.假定固体颗粒和水是不可压缩的5.1.1侧限压缩试验侧限压缩试验及其成果曲线（e---p曲线）:试验仪

2、器及设备：侧限压缩仪P118试验方法：用杠杆砝码分级加载，用百分表测相应的竖向变形并反算出孔隙比。试验成果曲线的获得：e--p曲线或e--σ曲线3.3.2侧限压缩指标1.压缩系数a：e--σ曲线上割线的斜率。反映压缩曲线形态的平缓或陡峭。物理意义：表示在单位压力增量下土的孔隙比的减小。a愈大，土的压缩性愈高。压缩系数a并非常量，而是随σ的逐渐增大而减小。工程应用：用a1-2判别土的压缩性高低（P120).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.压缩指数cc：高压固结仪的结果用e--logp曲线表示。

3、e--logp曲线的特点：有很长的直线段。cc是此直线段的斜率。Cc=（e1-e2）/(logp2-logp1)工程评价：cc愈大，土的压缩性愈高。3.侧限压缩模量Es：表示侧限条件下，竖向应力增量与竖向应变增量的比值。Es=Δp/ε=Δp/ΔH/H由a=Δe/Δp代入得ε=ΔH/H=（H1-H）/H=（H1-H）A/HA=ΔV/V令：Vs=1e0=V0e1=V1ΔV=V1-V0=e1-e0V=1+e得：ε=（e1-e0）/（1+e）=Δe/（1+e）Es=Δp/ε=Δe/aε=（1+e）/a4.侧限压缩模量Es与压缩系数a的关系:Es=（1+e1)/a体积压缩系数mv求a与Es的关系。5.

4、1.2应力历史对土压缩性的影响土的回弹曲线和再压缩曲线(p122)三种曲线：压缩曲线、回弹曲线、和再压缩曲线。1、正常固结土、超固结土、欠固结土的概念正常固结土：土层历史上经受的最大压力等于现有覆盖土的自重应力.OCR=1超固结土：土层在超过目前自重压力的荷载作用下固结形成的土,也即该土层历史上曾受过大于现有覆盖土重的前期固结压力.OCR>1超固结比OCR:前期固结压力与现有土层自重应力之比.OCR=pc/p1欠固结土：土层在目前的土重下,还没有达到完全固结的状态,土层实际固结压力小于现有土层的自重应力.OCR<1深刻理解图中A,B,C三种土层在Z深度处的自重应力大小。深刻理解图中a,b,c

5、三点的含义。前期固结压力pc的概念（用卡萨格兰法确定）现场原始压缩曲线的确定方法2、正常固结土（欠固结土）的现场原始压缩曲线5.1.3地基沉降的组成S=Sd+Sc+Ss1、瞬时沉降Sd（immediatesettlement)饱和土体受荷瞬间，孔隙中水尚未排出，土体体积没有变化，而由土体剪切变形引起的沉降。2、固结沉降Sc(consolidationsettlement)地基受荷后，有效应力使土体孔隙压缩产生的沉降。这部分沉降是最主要的。用分层法或规范法求出。3、次固结沉降Ss(secondaryconsolidationsettlement)土体受荷后经过很长时间，在有效应力不再变化的情况

6、下，由于土骨架长时间的缓慢蠕变产生的沉降。地基次固结沉降Ss的计算由e-logt曲线知，次固结沉降与时间的对数近似成直线关系。e=Cd·logt/ttSs=hi/(1+e0i)·Cdi·logt/tt式中：Cd:次固结系数，e-logt曲线上后段的斜率。t:所求次固结沉降的时间;tt:主固节达100%时的时间；e0i:第i层土在主固结为100%时的孔隙比地基瞬时沉降Sd的计算饱和粘性土的瞬时沉降，可近似按弹性力学公式计算：Sd=·(1-2)·P·B/E地基的最终沉降量概述1)定义：地基的最终沉降量是指地基土层在附加应力σz作用下，达到压缩稳定时地基表面的沉降量。2)计算方法：分层法和

7、规范法分层法1、计算原理将地基在受压层Zn范围中分为h1,h2,h3…hn等若干水平层，分别计算每层土的压缩量S1,S2,S3….Sn,而后叠加。S=S1+S2+S3…Sn2、基本假定1)地基是均匀连续各向同性的半无限空间体2)沉降量是指基底中心o点以下土柱的总沉降量3)地基是侧限的4)地基只需计算分层至某一深度（因σz的扩散作用）3、计算步骤1)按比例绘制土层、基础剖面图2)计算土层的竖向自重应力画在基础中