《土的壓縮性和固結(jié)理論土力學(xué)》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、第四章土的壓縮性和固結(jié)理論§4.1概述§4.2土的壓縮性§4.3土的應(yīng)力歷史§4.4有效應(yīng)力原理§4.5一維固結(jié)理論§4.1概述土的壓縮性：土在外力作用下體積縮小的特性。特點(diǎn)：1)由于土中孔隙體積減小而引起；2)土的壓縮是一個(gè)逐漸發(fā)展的過(guò)程。土的固結(jié)：土的壓縮隨時(shí)間增長(zhǎng)的過(guò)程。地基沉降：在荷載作用下，地基表面（基底）的豎向位移。地基沉降計(jì)算包括兩方面內(nèi)容：1)最終沉降量；2)沉降量與時(shí)間的關(guān)系?！?.2土的壓縮性測(cè)定方法室內(nèi)試驗(yàn)原位試驗(yàn)壓縮試驗(yàn)三軸試驗(yàn)載荷試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)§4.2土的壓縮性一、壓縮試驗(yàn)

2、和相應(yīng)的壓縮性指標(biāo)二、載荷試驗(yàn)和土的變形模量三、變形模量與壓縮模量的關(guān)系四、彈性模量及試驗(yàn)測(cè)定一、壓縮試驗(yàn)和相應(yīng)的壓縮性指標(biāo)壓縮試驗(yàn)：又稱側(cè)限壓縮試驗(yàn)或固結(jié)試驗(yàn)。壓縮儀p=50,100,200,400kPa四級(jí)加荷（e-p曲線）加荷方式或p=12.5,25,50,100,200,400,800,1600,3200kPa(e-lgp曲線)相應(yīng)的土樣壓縮穩(wěn)定后的下沉量為s1,s2,s3,…根據(jù)土樣橫截面積不變的條件：得土樣壓縮穩(wěn)定后的孔隙比計(jì)算公式為：求孔隙比e繪壓縮曲線壓縮曲線曲線愈陡，土的壓縮性愈

3、高。單位：MPa-1式中p1—通常取地基計(jì)算深度處土的自重應(yīng)力σc；p2--通常取地基計(jì)算深度處土的自重應(yīng)力σc與附加應(yīng)力σz之和。求壓縮性指標(biāo)1.壓縮系數(shù)aa越大，土的壓縮性越高。通常采用由p1=100kPa和p2=200kPa求出的壓縮系數(shù)a1-2來(lái)評(píng)價(jià)土的壓縮性的高低：a1-2<0.1MPa-1時(shí)，屬低壓縮性土；0.1≤a1-2<0.5MPa-1時(shí)，屬中壓縮性土；a1-2≥0.5MPa-1時(shí)，屬高壓縮性土。土的壓縮性評(píng)價(jià)從一粘土層中取樣做固結(jié)試驗(yàn)，當(dāng)壓力p=0,50,100,200,400k

4、Pa時(shí)，相應(yīng)的孔隙比e=0.852,0.731,0.690,0.631,0.620。試計(jì)算該粘土的壓縮系數(shù)a1-2及相應(yīng)的壓縮模量Es1-2，并評(píng)價(jià)其壓縮性?！步狻秤蓀1=100kPa、p2=200kPa得e1=0.690，e2=0.631，代入式（3－4），得因?yàn)閍1-2=0.59>0.5MPa-1，故該土屬高壓縮性土。例在上例中，設(shè)粘土層所受的平均自重應(yīng)力和附加應(yīng)力分別為36kPa和144kPa，試計(jì)算壓縮系數(shù)a和壓縮模量Es?！步狻秤蓀1=σc=36kPa，p2=σc＋σz=36+144=1

5、80kPa，得例Cc越大，土的壓縮性越高。2.壓縮指數(shù)Cc（側(cè)限壓縮模量）定義：土在完全側(cè)限條件下的豎向附加應(yīng)力σz與相應(yīng)的豎向應(yīng)變?chǔ)舲的比值。Es越小，土的壓縮性越高。3.壓縮模量Es4.回彈曲線和再壓縮曲線圖3－7土的回彈曲線和再壓縮曲線二、載荷試驗(yàn)和土的變形模量(1)淺層平板載荷試驗(yàn)淺層平板載荷試驗(yàn)、深層螺旋板載荷試驗(yàn)試驗(yàn)裝置、加荷方式、特點(diǎn)(2)深層螺旋板載荷試驗(yàn)(1)承壓板周?chē)耐馏w明顯地側(cè)向擠出（砂土）或產(chǎn)生裂　紋（粘性土和粉土）；(2)沉降s急劇增大，荷載-沉降（p-s）曲線出現(xiàn)陡降

6、段；(3)在某一荷載下，24小時(shí)內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；(4)s/b≥0.06（b為承壓板寬度或直徑）。終止加載條件圖中p1稱為地基的比例界限荷載；pu稱為地基的極限荷載。其他現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定變形模量的方法：旁壓試驗(yàn)、觸探試驗(yàn)等繪載荷試驗(yàn)的p-s曲線求地基土的變形模量E0三、變形模量與壓縮模量的關(guān)系根據(jù)虎克定律：注意：上式僅僅是E0與Es之間的理論關(guān)系。另外，在側(cè)限條件下，有：σx＝σy＝K0σz代入式(3-15)，得：式中K0稱為土的靜止土壓力系數(shù)或靜止側(cè)壓力系數(shù)，故土的側(cè)限狀態(tài)又稱為K0狀態(tài)。

7、K0、μ、β值的理論換算關(guān)系見(jiàn)教材表3-1。K0值一般小于1，但對(duì)超固結(jié)土也可能大于1。四、彈性模量E及試驗(yàn)測(cè)定定義：正應(yīng)力σ與彈性（即可恢復(fù)）正應(yīng)變?chǔ)诺谋戎?。E0：用于計(jì)算地基最終沉降量E：用于計(jì)算：(1)風(fēng)荷載作用下高聳結(jié)構(gòu)物的傾斜；(2)飽和粘性土地基的瞬時(shí)沉降。Es：用于計(jì)算固結(jié)沉降和最終沉降量§3.3土的應(yīng)力歷史一、土的初始應(yīng)力狀態(tài)二、沉積土層的應(yīng)力歷史三、前期固結(jié)壓力的確定四、原位壓縮曲線和原位再壓縮曲線一、土的初始應(yīng)力狀態(tài)土的應(yīng)力歷史：指土層從形成至今所受應(yīng)力的變化情況。土的初始應(yīng)力

8、狀態(tài)：指在沒(méi)有建造建筑物之前，地表以下土層中各點(diǎn)的應(yīng)力條件。K0線具有的三方面含義：(1)如果應(yīng)力變化條件是沿著K0線走，則標(biāo)志著土樣的變　　形只有單向壓縮而無(wú)側(cè)向變形；(2)如果應(yīng)力變化是沿著K0線走，則標(biāo)志著土樣不會(huì)發(fā)生強(qiáng)　度破壞；(3)K0線上各點(diǎn)都是K0圓的頂點(diǎn)，所以K0線代表土的自重應(yīng)　力狀態(tài)，也就是土層的天然應(yīng)力狀態(tài)。常用的K0計(jì)算公式：K0＝1-sinφ'(3-22)式中φ'為土的有效內(nèi)摩擦角。K0圓二、沉積土層的應(yīng)力歷史前（先）固結(jié)壓力pc：指天然土層在歷史上所經(jīng)受