第4.2章土的压缩.ppt

* * 第5章 土的压缩性及固结理论 §5.1概述 土的压缩性是土的力学性质之一 ，是引起地基变形的内因 基本概念 土的压缩性—指土体在压力作用下体积缩小的特性。 土的压缩性具有两个特点： 1、土的压缩变形主要是由孔隙体积Vv减小所致 ∵土粒本身和水的压缩量很小，可忽略不计 故Vs不变，但Vw、Va随土中水和气的排出而减小 2、饱和细粒土的压缩变形有时间性 随时间增长的过程→称为土的渗透固结（压密） 为什么？P90 土样的排水条件→为双面排水 试验过程： 对土样分级加载pi→ 测出△Hi →求出ei→绘制压缩曲线 →确定出土的（侧限）压缩性指标 △Hi→在pi作用下土样压缩稳定时的 总变形量 ei →在pi作用下土样压缩稳定时的 孔隙比 §5.2 土的压缩性（P91） 一、室内压缩试验（固结试验）及压缩性指标 （一）室内侧限压缩试验和压缩曲线 仪器：压缩仪（固结仪） 侧限条件→土样在压力下只有竖向压缩变形，无侧向变形 （与实际建筑地基情况不符） 为什么？P91 推导ei ：受压前，已知初始e0、H0（环刀高） 受压后，可知Hi= H0－ △Hi 根据受压前后 Vs不变→令Vs=1，Vv=e 土样横截面积A不变 由一组pi、ei→可绘制出压缩曲线 pi→相当于地基土的有效应力 得： e—p曲线 压缩曲线越陡，土的压缩性越高 随着pi增加， ei 逐渐减小 e—p曲线随着p增大，逐渐平缓 压缩曲线 e—p曲线 e—logp曲线 e—logp曲线 其用途： 定量评价土的压缩性高低 计算地基变形 （二）侧限压缩性指标（变形参数）→a、Es、Cc 式中：P93 △p→相当于地基附加应力 由式可知： a建立了地基应力与变形的关系 a越大，土的压缩性越高 同一种土， a不是一个常量，随p的增加， a减小 (MPa-1) kPa 即a为e—p曲线上某一压力段的割线的斜率 1、压缩系数a（P93） 定义：是土体在侧限条件下孔隙比减小量 与竖向有效压应力增量的比值 即Cc为e—logp曲线上后段直线的斜率 2、压缩指数Cc 定义：是土体在侧限条件下孔隙比减小量与竖向有效压应力 常用对数值增量的比值 同一种土，当p较大时， Cc是一个常量 Cc越大，土的压缩性越高 一般： Cc＜0.2 ， 为低压缩性土 Cc = 0.2～0.4 ，为中压缩性土 Cc ＞ 0.4 ， 为高压缩性土 （三）土的回弹曲线及再压缩曲线 由回弹曲线可知：土不是弹性体 由再回弹曲线可知： 同一种土受荷历史不同，其压缩性不同 利用e—logp曲线 确定先期固结压力pc→研究细粒土层的应力历史 →进行地基固结沉降计算 修正后得出 原始压缩曲线（其斜率为Cc） 原始再压缩曲线（其斜率为回弹指数Ce） 土的变形 残余变形（为主） 弹性变形 为便于比较，《建基规范》规定： 取p1=100kPa至p2=200kPa压力段上相应的压缩系数a1-2来评定土的压缩性高低 a1-2＜0.1MPa-1时，为低压缩性土； 0.1MPa-1 ≤a1-2＜0.5MPa-1时，为中压缩性土； a1-2≥0.5MPa-1时，为高压缩性土； 3、压缩模量Es 定义：是土体在完全侧限条件下，竖向附加应力△p与相应 的竖向应变εz的比值 即 由式可知： Es与a成反比， Es越大， a越小，土的压缩性越低； 同一种土， Es也不是一个常量，也是对应某一压力段上的 一般： Es＜4MPa ，为高压缩性土； Es= 4～15MPa ，为中压缩性土； Es＞ 15MPa ，为低压缩性土； Es与a的关系为： （MPa） 如 4、体积压缩系数mv 定义：是土体在侧限条件下体积应变与竖向应力增量之比 mv越大，土的压缩性越高 注意：由e—p曲线可确定a、Es、mv 由e—logp曲线可确定Cc (MPa-1) 即 或 * * *