土的壓縮性與固結(jié)(修改)總結(jié).ppt

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1、土力學(xué)地基基礎(chǔ)SoilMechanicsandFoundationEngineering河南工程學(xué)院土木工程學(xué)院孫彥飛土的壓縮性與固結(jié)§5.1土的壓縮性§5.2地基最終沉降量§5.3土的變形與時間的關(guān)系§5.4建筑物沉降觀測與地基容許變形荷載作用下土體的壓縮性;土的壓縮試驗和固結(jié)試驗;地基最終沉降量的計算;土的變形與時間關(guān)系(一維固結(jié)理論)。主要內(nèi)容:重點：土的壓縮性和壓縮性指標(biāo)的確定;用分層總和法和規(guī)范法計算基礎(chǔ)沉降;了解固結(jié)原理和固結(jié)隨時間變化的概念.土具有壓縮性荷載作用地基發(fā)生沉降荷載大小土的壓縮特性地基厚度均勻沉

2、降（沉降量）不均勻沉降（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概述土的特點（碎散、三相）沉降具有時間效應(yīng)－沉降速率§5.1土的壓縮性土壓縮的原因固體土顆粒本身被壓縮土空隙中水及封閉氣體被壓縮水和氣體從孔隙中被擠出土體在壓力作用下體積減小的特性稱為土的壓縮性1、壓縮性一、基本概念2、固結(jié)與固結(jié)度作用于飽和土體內(nèi)某截面上總的正應(yīng)力σ由兩部分組成：一部分為孔隙水壓力u，它沿著各個方向均勻作用于土顆粒上，其中由孔隙水自重引起的稱為靜水壓力，由附加應(yīng)力引起的稱為超靜孔隙水壓力（孔隙水壓力）；另一部分為有效應(yīng)力

3、σ’，它作用于土的骨架（土顆粒）上，其中由土粒自重引起的即為土的自重應(yīng)力，由附加應(yīng)力引起的稱為附加有效應(yīng)力。飽和土中總應(yīng)力與孔隙水壓力、有效應(yīng)力之間存在如下關(guān)系：（1）任一平面上受到的總應(yīng)力等于有效應(yīng)力加孔隙水壓力之和；（2）土的變形是有效應(yīng)力引起的。固結(jié)：土的壓縮隨時間而增長的過程對飽和土來說，土的壓縮變形取決于土中水排出的快慢，即土的滲透性的大小。對于透水性大的砂土，壓縮過程在加荷后較短時期即可完成；對于粘性土，尤其是飽和軟粘土，壓縮過程需要十幾年甚至幾十年壓縮變形才能穩(wěn)定。主固結(jié)：依賴于孔隙水壓力變化而產(chǎn)生的固結(jié)；

4、次固結(jié)：不依賴于孔隙水壓力的變化，在有效應(yīng)力不變時，由于土體的蠕變而引起的固結(jié)稱為次固結(jié)。加荷瞬間，σ=u而σ’=0。隨著時間的增長，u下降，而σ’增長。當(dāng)固結(jié)變相穩(wěn)定時，u=0而σ’=σ，由此可見飽和土壓密過程實際上是孔隙水壓力逐漸消散，有效壓力增加的過程。固結(jié)度ut:土的固結(jié)過程中某一時間t的固結(jié)沉降量s1與固結(jié)穩(wěn)定的最終沉降量s之比稱為固結(jié)度ut。當(dāng)t=0時，st=0，則ut=0，即固結(jié)完成0%當(dāng)固結(jié)穩(wěn)定時，st=s,則ut=1.0，即固結(jié)基本上達(dá)到100%完成。固結(jié)度的變化范圍為0～1，它表示在某一荷載作用下經(jīng)過

5、t時間后土體所能達(dá)到的固結(jié)程度。土的應(yīng)力歷史對土的壓縮性的影響土的應(yīng)力歷史：土體在歷史上曾經(jīng)受到過的應(yīng)力狀態(tài)先期固結(jié)壓力pc：土在其生成歷史中曾受過的最大有效固結(jié)壓力土層的先期固結(jié)壓力對其固結(jié)程度和壓縮性有明顯的影響，用先期固結(jié)壓力pc與現(xiàn)時的土壓力p0的比值描述土層的應(yīng)力歷史，將粘性土進(jìn)行分類1.正常固結(jié)土先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)時的土壓力pc＝p02.超固結(jié)土先期固結(jié)壓力大于現(xiàn)時的土壓力pc>p03.欠固結(jié)土先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)時的土壓力pc

6、變形試驗結(jié)果：二、室內(nèi)壓縮試驗與壓縮性指標(biāo)1、壓縮試驗與e-p曲線研究土在不同壓力作用下，孔隙比變化規(guī)律Vv1＝e1Vs＝1h1Vv2＝e2Vs＝1ph2受荷后土樣的高度變化:設(shè)初始高度h1,受壓后的高度h2,則h2=h1—s,s為荷載作用下的變形量試驗過程中的兩個基本條件:受壓前后土粒體積不變和土樣橫截面面積不變。e0eppi壓縮曲線再壓縮曲線殘余變形e-p曲線壓縮曲線的繪制方式e-p曲線e-lgp曲線回彈曲線彈性變形由于逐級（一般為5級）施加荷載在不同壓力p作用下，可得到相應(yīng)的孔隙比e，根據(jù)一一對應(yīng)關(guān)系，以橫座標(biāo)表示

7、壓力，以縱座標(biāo)表示孔隙比，繪制e-p曲線，稱為壓縮曲線．10010000.60.70.80.9eCc11Cee-lgp曲線2、壓縮性指標(biāo)（MPa-1）1）壓縮系數(shù)：一般取壓縮曲線上M1M2兩點切線的斜率值，稱為土的壓縮系數(shù)。實際工程中，往往用割線斜率表示：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<0.1p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲線△p△eβ《規(guī)范》用p1＝100kPa、p2＝200kPa對應(yīng)的壓縮系數(shù)a1-2評價土的壓縮性根據(jù)壓密定律：在豎向壓力變化不大的范圍內(nèi)，孔

8、隙比的變化量與壓力之間的變化量，二者之間的關(guān)系近似用一條直線來代替。2）壓縮指數(shù)Cc：10010000.60.70.80.9eCc11Ce壓縮指數(shù)Ce回彈指數(shù)（再壓縮指數(shù)）Ce<