土的壓縮與固結(jié).ppt

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1、河海大學(xué)巖土工程研究所ResearchInstituteofGeotechnicalEngineering,HohaiUniverczity土的壓縮與固結(jié)9-0概述在附加應(yīng)力作用下，地基土將產(chǎn)生體積縮小，從而引起建筑物基礎(chǔ)的豎直方向的位移（或下沉）稱為沉降。把飽和土體中由孔隙水來承擔(dān)或傳遞的應(yīng)力定義為孔隙水應(yīng)力，常以u表示。把通過粒間的接觸面?zhèn)鬟f的應(yīng)力稱為有效應(yīng)力。把孔隙水應(yīng)力和有效應(yīng)力之和稱為總應(yīng)力。FSFSNSNS9-1有效應(yīng)力原理A：Aw：As：土單元的截面積顆粒接觸點的截面積孔隙水的截面積aa9-1有效應(yīng)力原理9-2土的壓縮特性壓縮：在外力作用下，土體

2、體積縮小的現(xiàn)象。一、土的壓縮與固結(jié)在外力作用下，土體體積為什么會縮小呢？1、土粒本身和孔隙中水的壓縮變形；2、孔隙氣體的壓縮變形；3、孔隙中的水和氣體有一部分向外排出。固結(jié)：土的壓縮隨時間增長的過程。二、單向固結(jié)模型單向固結(jié)：飽和土體在某一壓力作用下，壓縮隨著孔隙水的逐漸向外排出而增長。如果孔隙水只沿一個方向排出，土的壓縮也只在一個方向發(fā)生（一般指豎直方向），此時的固結(jié)為單向固結(jié)。9-2土的壓縮特性ppp附加應(yīng)力:σz=p超靜孔壓:u0=σz=p附加有效應(yīng)力:σ’z=0附加應(yīng)力:σz=p超靜孔壓:0

3、:u=0附加有效應(yīng)力:σ’z=p9-2土的壓縮特性二、單向固結(jié)模型飽和土體在某一壓力作用下的固結(jié)過程就是土體中各點的超靜孔隙水應(yīng)力不斷消散、附加有效應(yīng)力相應(yīng)增加的過程，或者說超靜孔隙水應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力的過程，而在轉(zhuǎn)化過程中，任一時刻任一深度處的應(yīng)力始終遵循有效應(yīng)力原理。9-2土的壓縮特性二、單向固結(jié)模型（一）室內(nèi)固結(jié)試驗與壓縮曲線由于剛性護環(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，故稱為單向固結(jié)試驗或側(cè)限固結(jié)試驗。三、土的壓縮性指標(biāo)水槽護環(huán)環(huán)刀透水石試樣傳壓板百分表9-2土的壓縮特性濾紙透水石濾紙（一）室內(nèi)固結(jié)試驗與壓縮曲線9-2土的壓縮特性三

4、、土的壓縮性指標(biāo)01002003004000.60.70.80.91.0e10010000.70.80.91.0ee~p曲線e~lgp曲線9-2土的壓縮特性（一）室內(nèi)固結(jié)試驗與壓縮曲線三、土的壓縮性指標(biāo)（二）壓縮系數(shù)9-2土的壓縮特性三、土的壓縮性指標(biāo)0.60.70.80.91.0ee~p曲線9-2土的壓縮特性0.60.70.80.91.0e（二）壓縮系數(shù)三、土的壓縮性指標(biāo)e~p曲線土的類別a1-2(MPa-1)高壓縮性土>=0.5中壓縮性土0.1-0.5低壓縮性土<0.19-2土的壓縮特性（二）壓縮系數(shù)三、土的壓縮性指標(biāo)0.60.70.80.91.0ee~p

5、曲線（三）壓縮指數(shù)與回彈再壓縮指數(shù)Cc19-2土的壓縮特性10010000.70.80.91.0ee~lgp曲線三、土的壓縮性指標(biāo)eP(kPa)初始壓縮曲線回彈曲線再壓縮曲線彈性變形塑性變形A初始壓縮曲線Cc11CS9-2土的壓縮特性（三）壓縮指數(shù)與回彈再壓縮指數(shù)三、土的壓縮性指標(biāo)e體積壓縮系數(shù)mV：土體在單位應(yīng)力作用下單位體積的體積變化。（四）其它壓縮性指標(biāo)孔隙土粒e1體積11+e1e21+e29-2土的壓縮特性三、土的壓縮性指標(biāo)（四）其它壓縮性指標(biāo)壓縮模量ES：土體在無側(cè)向變形條件下，豎向應(yīng)力與豎向應(yīng)變之比?？紫锻亮1體積11+e1e21+e29-2土的

6、壓縮特性三、土的壓縮性指標(biāo)（四）其它壓縮性指標(biāo)壓縮模量ES：土體在無側(cè)向變形條件下，豎向應(yīng)力與豎向應(yīng)變之比?？紫锻亮1體積11+e1e21+e29-2土的壓縮特性三、土的壓縮性指標(biāo)變形模量E：土體在無側(cè)限條件下應(yīng)力與應(yīng)變之比。（四）其它壓縮性指標(biāo)9-2土的壓縮特性三、土的壓縮性指標(biāo)土體本構(gòu)模型——彈性非線性。9-3單向壓縮量公式（1）土的壓縮完全是由于孔隙體積減小導(dǎo)致骨架變形的結(jié)果，土粒本身的壓縮可忽略不計；一、無側(cè)向變形條件下單向壓縮量計算假設(shè)（2）土體僅產(chǎn)生豎向壓縮，而無側(cè)向變形；（3）土層均質(zhì)且在土層厚度范圍內(nèi)，壓力是均勻分布的。二、單向壓縮量公式體積

7、高度體積高度9-3單向壓縮量公式9-3單向壓縮量公式二、單向壓縮量公式體積高度體積高度CBAeCeBeAeDDe應(yīng)力歷史：土體在歷史上曾經(jīng)受到過的應(yīng)力狀態(tài)。固結(jié)應(yīng)力：能夠使土體產(chǎn)生固結(jié)或壓縮的應(yīng)力，以p0表示。前期固結(jié)應(yīng)力：土在歷史上曾受到過的最大有效應(yīng)力，以pc表示。超固結(jié)比：前期固結(jié)應(yīng)力與現(xiàn)有有效應(yīng)力poˊ之比，以O(shè)CR表示，即OCR=pc/poˊ。9-4現(xiàn)場壓縮曲線的推求一、概述9-4現(xiàn)場壓縮曲線的推求一、概述9-4現(xiàn)場壓縮曲線的推求粘土的應(yīng)力歷史不同，壓縮性不同.一、概述一般情況下，室內(nèi)的壓縮曲線已經(jīng)不能代表地基中現(xiàn)場壓縮曲線，它的起始段實際上已是一條

8、再壓縮曲線。因此，必須對室內(nèi)單向固結(jié)試