《土的壓縮與固結(jié)》ppt課件

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1、第四章土的壓縮、固結(jié)與沉降4-1概述如果在地基上修建建筑物，地基土內(nèi)各點(diǎn)不僅要承受土體本身的自重應(yīng)力，而且要承擔(dān)由建筑物通過基礎(chǔ)傳遞給地基的荷載產(chǎn)生的附加應(yīng)力作用，這都將導(dǎo)致地基土體的變形。在附加應(yīng)力作用下，地基土土體變形，從而將引起建筑物沉降。為什么要研究沉降？基礎(chǔ)的沉降量或者各部位的沉降差過大，那么將影響上部建筑物的正常使用，甚至?xí)＜敖ㄖ锏陌踩?-1概述沉降、不均勻沉降工程實(shí)例問題：沉降2.2米，且左右兩部分存在明顯的沉降差。墨西哥某宮殿地基：20多米厚的粘土4-1概述由于沉降相互影響，兩棟相鄰的建筑物上部接觸沉降、不均勻沉降工程實(shí)例4-1概述高層建筑物由于不均勻沉降而

2、被爆破拆除沉降、不均勻沉降工程實(shí)例長高比過大的建筑物因不均勻沉降墻體產(chǎn)生裂縫47m3915019419917587沉降曲線(mm)4-1概述中部沉降大——“八”字形裂縫沉降、不均勻沉降工程實(shí)例土具有變形特性荷載作用地基發(fā)生沉降一致沉降（沉降量）差異沉降（沉降差）建筑物上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力影響結(jié)構(gòu)物的安全和正常使用土的特點(diǎn)（碎散、三相）沉降具有時(shí)間效應(yīng)－沉降速率4-1概述本章研究內(nèi)容和思路地基沉降計(jì)算土的壓縮和變形特性固結(jié)－沉降與時(shí)間關(guān)系本章內(nèi)容一、土的壓縮試驗(yàn)在外力作用下，土顆粒重新排列，土體體積縮小的現(xiàn)象稱為土的壓縮。為了研究土的壓縮特性，通常可在試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行壓縮（固結(jié)）試驗(yàn)，

3、從而測(cè)定土的壓縮性指標(biāo)。室內(nèi)壓縮（固結(jié)）試驗(yàn)的主要裝置為側(cè)限壓縮儀（固結(jié)儀）。用這種儀器進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，由于剛性護(hù)環(huán)所限，試樣只能在豎向產(chǎn)生壓縮，而不能產(chǎn)生側(cè)向變形，故稱為側(cè)限壓縮試驗(yàn)。4-2土的壓縮性4-2土的壓縮性側(cè)限壓縮試驗(yàn)固結(jié)容器：環(huán)刀、護(hù)環(huán)、導(dǎo)環(huán)、透水石、加壓上蓋和量表架等加壓設(shè)備：杠桿比例1:10變形測(cè)量設(shè)備側(cè)限壓縮儀（固結(jié)儀）支架加壓設(shè)備固結(jié)容器變形測(cè)量OnlycompressioninverticalDeformationduetovoidvolumedecrease4-2土的壓縮性根據(jù)固結(jié)試驗(yàn)各級(jí)荷載pi相應(yīng)的穩(wěn)定壓縮量Si，可求得相應(yīng)孔隙比ei建立壓力p與相應(yīng)的穩(wěn)

4、定孔隙比的關(guān)系曲線，稱為土的壓縮曲線。4-2土的壓縮性1e0固體顆?？紫抖?、土的壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、壓縮模量壓縮曲線反映了土受壓后的壓縮特性。土的壓縮系數(shù)是指土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與有效應(yīng)力增量的比值，即e－p曲線某范圍的割線斜率。4-2土的壓縮性01002003004000.60.70.80.91.0e(kPa)單位：Mpa-1圖中所示為0.1、0.2MPa兩級(jí)壓力下對(duì)應(yīng)的壓縮系數(shù)，稱為a1-2，常用來衡量土的壓縮性高低。01002003004000.60.70.80.91.0e(kPa)4-2土的壓縮性土的類別a1-2(MPa-1)高壓縮性土0.5中壓縮性土[0.1,0

5、.5)低壓縮性土<0.1《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》土的固結(jié)試驗(yàn)的結(jié)果也可以繪在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上，即坐標(biāo)橫軸p用對(duì)數(shù)坐標(biāo)，而縱軸e用普通坐標(biāo)，由此得到的壓縮曲線稱為e~lgp曲線。在較高的壓力范圍內(nèi)，e~lgp曲線近似地為一直線，可用直線的斜率——壓縮指數(shù)Cc來表示土的壓縮性高低，即式中，e1，e2分別為p1，p2所對(duì)應(yīng)的孔隙比。4-2土的壓縮性壓縮系數(shù)和壓縮指數(shù)區(qū)別:前者隨所取的初始?jí)毫皦毫υ隽康拇笮《?，而后者在較高的壓力范圍內(nèi)是常數(shù)。4-2土的壓縮性土的壓縮模量是指土體在側(cè)限條件下的豎向附加應(yīng)力與相應(yīng)的豎向應(yīng)變之比：1e1固體顆?？紫锻恋捏w積壓縮系數(shù)ms定義為土體在單位應(yīng)力作用下體積

6、應(yīng)變,它與土的壓縮模量互為倒數(shù)。三、回彈曲線和再壓縮曲線土的卸載回彈和再壓縮的特性——卸荷和再加荷的壓縮試驗(yàn)。4-2土的壓縮性回彈和再壓縮曲線比初始?jí)嚎s曲線平緩；加載到超過卸荷時(shí)的應(yīng)力，再壓縮曲線與初始?jí)嚎s曲線延長線重合。4-2土的壓縮性四、應(yīng)力歷史對(duì)粘性土壓縮性的影響（一）前期固結(jié)壓力和超固結(jié)比應(yīng)力歷史，就是土體在歷史上曾經(jīng)受到過的應(yīng)力狀態(tài)。天然土層在歷史上曾受到過的最大固結(jié)壓力稱為前期固結(jié)壓力(preconsolidationpressure)，以pc表示；而把前期固結(jié)壓力與現(xiàn)有上覆壓力p1之比定義為超固結(jié)比（OCR,overconsolidatedratio）表示:即,OC

7、R=pc/p1當(dāng)OCR＞1時(shí)，該土是超固結(jié)土(oveconsolidatedsoil)；當(dāng)OCR=1時(shí)，則為正常固結(jié)土(normallyconsolidatedsoil);當(dāng)OCR<1時(shí)，該土是欠固結(jié)土(underconsolidatedsoil)。沉積土層的超固結(jié)比4-2土的壓縮性4-2土的壓縮性（二）前期固結(jié)壓力的確定eABCDmrmin123為考慮土的應(yīng)力歷史進(jìn)行沉降計(jì)算，需確定土的前期固結(jié)壓力。(f)B點(diǎn)對(duì)應(yīng)于先期固結(jié)壓力?p(b)作水平線m1(c)作m點(diǎn)切線m2(d)作