土力学-5章(new).ppt

第五章 土的压缩性及地基变形计算;土堤;外部荷载（包括建筑物自身重量及其所受荷载，包括新填土荷载）作用于地基，在地基中产生附加应力，应力作用下地基土产生变形，建筑物发生沉降。;均匀沉降;1、概念;压缩仪;P1荷载;上述曲线的特点：;e-p或e-lgp压缩曲线; 垂直变形量 （侧限压缩变形量）;e-p 曲线;;5、压缩性指标;e-p 曲线; 2） 压缩指数; 3）体积压缩系数; 5）变形模量;思考题:; 6）侧压力系数;6、现场载荷试验;荷载强度与变形量的关系;7、压缩性指标之间的换算;证明：压缩系数 av 和变形模量E的关系以及 侧限压缩模量Es和变形模量E的关系;且在室内侧限压缩试验中，竖向应变;8. 土的回弹再压缩曲线及应力历史(stress history)对土的压缩性的影响;应力历史对土的压缩性的影响：;正常固结土;先期固结压力pc的确定;本章的研究内容： 1、从试验出发，研究土的压缩性； 2、利用弹性理论计算土体中应力，计算地基最终变形 3、利用有效应力原理和固结理论研究地基变形与时间的关系，计算某时刻地基变形;建筑物等外部荷载（包括建筑物自身重量及其所受荷载）或新填土荷载作用于地基，在地基中产生附加应力，应力作用下地基土产生变形，建筑物发生沉降。;《建筑地基基础设计规范》方法;单向压缩分层总和法;无侧胀压缩试验或侧限压缩试验;单向压缩分层总和法步骤;3、确定受压土层下限：;按;3) 计算地基最终总变形;Note: 计算单一土层的地基最终沉降量(熟记公式）;单向压缩分层总和法练习;单向压缩分层总和法步骤;3) 计算地基最终总变形;Review:建筑物等外部荷载（包括建筑物自身重量及其所受荷载）或新填土荷载作用于地基，在地基中产生附加应力，应力作用下地基土产生变形，建筑物发生沉降。;均匀沉降;1、概念;上述曲线的特点：; 垂直变形量 （侧限压缩变形量）;压缩性指标; 2） 压缩指数; 3）体积压缩系数; 5）变形模量; 6）侧压力系数;压缩性指标之间的换算;应力历史对土的压缩性的影响：;正常固结土;《建筑地基基础设计规范》方法;单向压缩分层总和法步骤;计算单一土层的地基最终沉降量(熟记公式）;考虑应力历史的地基最终变形计算;考虑应力历史的地基最终变形，使用现场e-lgp曲线，压缩指数Cc，回弹指数Cs，以侧限条件下压缩量基本公式为前提计算。;1、正常固结土;2、超固结土;正常固结段压缩指数;超固结段回弹指数;3、欠固结土;考虑应力历史的地基最终变形计算练习(自学）;本章的研究内容： 1、从试验出发，研究土的压缩性； 2、利用弹性理论计算土体中应力，计算地基最终变形 3、利用有效应力原理和固结理论研究地基变形与时间的关系，计算某时刻地基变形;土中孔隙水和气体排出;一、太沙基饱和土一维渗压模型;太沙基渗压模型 Terzaghi’s seepage pressure model 1.模型组成 (Model composition) （1）弹簧 (Spring)—土骨架 (Soil skeleton) （2）水(Water)—土中水(Water in soil) （3）开孔活塞板 (Piston with hole) —土的排水条件 (drainage condition of soil) （4）容器（Container）—侧限条件 (Confining condition);3、一维渗压过程的模拟;二、土层固结过程和多层渗压模型;活塞板无荷载作用：;三、太沙基一维渗流固结理论;(4). Compression and flow are one-dimensional(vertical) .;2.一维渗流固结微分方程的建立(图5-21) 孔隙体积 (Void volume) 土颗粒体积 (Soil particle volume) ;;（1）微分体中水量变化 (Water volume change in micro-element) 为 （2）孔隙体积变化为(Change of void volume) （3）水量与孔隙体积变化相等（渗流连续条件） （4）压缩定律 由 得 ;将上式代入式（5-33），得 （6）由达西定律，得 将上式代入式（5-36），得 ;式中， 为固结系数，cm2/yr, Coefficient of consolidation 3. 微分方程的解 Solution of the differential equation 式中，