《第4章土的壓縮性及固結(jié)理論》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、§5.1概述§5.2固結(jié)試驗(yàn)及壓縮性指標(biāo)§5.3應(yīng)力歷史對(duì)壓縮性的影響§5.4土的變形模量§5.5土的彈性模量第5章　土的壓縮性形§5.1概述研究土的壓縮性目的:主要是為了研究地基的沉降。基底地基土由于壓縮而引起的豎直方向的位移稱為沉降。建筑物地基沉降包括兩個(gè)方面內(nèi)容：（1）絕對(duì)沉降量（2）沉降與時(shí)間的關(guān)系-----固結(jié)理論土體壓縮性——土在壓力（附加應(yīng)力或自重應(yīng)力）作用下體積縮小的特性。土體壓縮包括：（1）土粒本身和孔隙水的壓縮；（2）孔隙氣體的壓縮；（3）孔隙水、氣排出，使得孔隙體積減小。上面（1）的壓縮不到壓縮量的1/400（2）的壓縮量也很小土的固結(jié)——土體在壓力作用下其壓縮

2、量隨時(shí)間增長(zhǎng)的過(guò)程。側(cè)限——限制土樣側(cè)向變形，土樣只能發(fā)生豎向壓縮變形。通過(guò)金屬環(huán)刀來(lái)實(shí)現(xiàn)。試驗(yàn)?zāi)康摹芯繙y(cè)定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的變形和壓力，或孔隙比和壓力的關(guān)系，變形和時(shí)間的關(guān)系，以便計(jì)算土的各項(xiàng)壓縮指標(biāo)。1.固結(jié)試驗(yàn)和壓縮曲線§5.2固結(jié)試驗(yàn)及壓縮性指標(biāo)5.2.1固結(jié)試驗(yàn)及壓縮性指標(biāo)CellLoadingcapLoadDisplacementmeasuringdeviceSoilsamplewaterPorousdisks試驗(yàn)設(shè)備——固結(jié)儀（壓縮儀）。試驗(yàn)方法：逐級(jí)加壓固結(jié)，以便測(cè)定各級(jí)壓力作用下土樣壓縮穩(wěn)定后的孔隙比。側(cè)限壓縮試驗(yàn)分為：（1）慢速壓縮試驗(yàn)法；（2）快速

3、壓縮試驗(yàn)法常規(guī)試驗(yàn)中，一般按P=50kPa、100kPa、200kPa、300kPa、400kPa五級(jí)加荷，測(cè)定各級(jí)壓力下的穩(wěn)定變形量，然后計(jì)算相應(yīng)的孔隙比。*e－p曲線要繪制e－p曲線，就必須求出各級(jí)壓力作用下的孔隙比。如何求？看示意圖：設(shè)試樣截面積為A，如圖：依側(cè)限壓縮試驗(yàn)原理可知：土樣壓縮前后試樣截面積A不變，土粒體積不變，令，有——分別為土粒比重、土樣的初始含水量和初始密度。N3利用上式計(jì)算各級(jí)荷載作用下達(dá)到的穩(wěn)定孔隙比，可繪制如下圖所示的e－p曲線，該曲線亦被稱為壓縮曲線。e－p曲線可確定土的壓縮系數(shù)、壓縮模量。e－logp曲線可確定土的壓縮指數(shù)。2．土的壓縮系數(shù)和壓縮指數(shù)

4、（1）壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)——土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與豎向有效壓應(yīng)力增量的比值。即e－p曲線中某一壓力段的割線斜率。e－p曲線上任一點(diǎn)的切線斜率表示相應(yīng)于壓力p作用下土的壓縮性?！獕嚎s系數(shù)，kPa－1或MPa－1，負(fù)號(hào)表e隨P的增長(zhǎng)而減小。當(dāng)壓力變化范圍不大時(shí)，土的壓縮曲線可近似用圖中的M1M2割線代替。越大，土的壓縮性越高。p1——增壓前使試樣壓縮穩(wěn)定的壓力強(qiáng)度，一般指地基中某深處土中原有的豎向自重應(yīng)力，kPa或MPa；P1＝p2——增壓后使試樣所受的壓力強(qiáng)度，一般為地基某深處自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和，kPa或MPa；P2＝【討論】土的壓縮系數(shù)是唯一的嗎？從上圖可看出，壓縮系數(shù)值

5、與土所受的荷載大小有關(guān)，不是唯一的。壓縮系數(shù)a是表征土的壓縮性的重要指標(biāo)之一。壓縮系數(shù)越大，表明土的壓縮性越大。為方便應(yīng)用和比較，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》提出用P1＝100kPa(0.1Mpa)、P2＝200kPa(0.2Mpa)時(shí)相對(duì)應(yīng)的壓縮系數(shù)a1－2來(lái)評(píng)價(jià)土的壓縮性，具體規(guī)定為：<0.1MPa－1，為低壓縮性土；0.1MPa－1≤<0.5MPa－1時(shí)，為中壓縮性土；≥0.5MPa－1時(shí)，為高壓縮性土。（2）壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)——土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與豎向有效壓應(yīng)力常用對(duì)數(shù)值增量的比值。即e－logp曲線中某一壓力段的直線斜率。把土的e-p曲線改繪成半對(duì)數(shù)壓縮曲線e-log

6、p曲線時(shí)，它的后段接近直線，其斜率為土的壓縮指數(shù)。值越大，土的壓縮性越高。<0.2低壓縮性土>0.4高壓縮性土3.土的壓縮模量（側(cè)限壓縮模量）和體積壓縮系數(shù)①壓縮模量壓縮模量——土在完全側(cè)限條件下的豎向應(yīng)力增量（如從增至）與相應(yīng)的應(yīng)變?cè)隽康谋戎?kPa或MPa)。ES與a成反比。即ES愈大，a愈小，土體的壓縮性愈低;ES愈小，土的壓縮性愈大高。推導(dǎo)（如圖）：又則討論：同壓縮系數(shù)一樣，壓縮模量不是常數(shù)，在壓力小的時(shí)候，壓縮系數(shù)大，壓縮模量小；在壓力大的時(shí)候，壓縮系數(shù)小，壓縮模量大。因此在運(yùn)用到沉降計(jì)算時(shí)，比較合理的做法是根據(jù)實(shí)際豎向應(yīng)力的大小在壓縮曲線上取相應(yīng)的值計(jì)算這些指標(biāo)。②體積壓

7、縮系數(shù)體積壓縮系數(shù)——土體在側(cè)限條件下體積應(yīng)變與豎向壓應(yīng)力增量之比，即在單位壓力增量作用下土體單位體積的體積變化。同壓縮系數(shù)與壓縮指數(shù)一樣，值越大，土的壓縮性越高。34.回彈曲線和再壓縮曲線壓縮曲線特征：(1)卸荷時(shí)，試樣不是沿初始?jí)嚎s曲線，而是沿曲線bc回彈，可見(jiàn)土體的變形是由可恢復(fù)的彈性變形和不可恢復(fù)的塑性變形兩部份組成。(2)回彈曲線和再壓線曲線構(gòu)成一迴滯環(huán)，土體不是完全彈性體；(3)回彈和再壓縮曲線比壓縮曲線平緩得多。(4)當(dāng)再加荷時(shí)的壓力超過(guò)b點(diǎn)