第4章土的压缩性和固结理论.ppt

§5.1 概述 §5.2 固结试验及压缩性指标 §5.3 应力历史对压缩性的影响 §5.4 土的变形模量 §5.5 土的弹性模量 §5.1 概述 研究土的压缩性目的:主要是为了研究地基的沉降。 基底地基土由于压缩而引起的竖直方向的位移称为沉降。 建筑物地基沉降包括两个方面内容：（1）绝对沉降量（2）沉降与时间的 关系----- 固结理论 试验设备——固结仪（压缩仪）。 试验方法：逐级加压固结，以便测定各级压力 作用下土样压缩稳定后的孔隙比 。 侧限压缩试验分为：（1）慢速压缩试验法；（2）快速压缩试验法 常规试验中，一般按P=50kPa 、100 kPa、200 kPa 、300 kPa 、400 kPa 五级加 荷，测定各级压力下的稳定变形量 ，然后计算相应的孔隙比 。 2．土的压缩系数和压缩指数 （1）压缩系数 压缩系数——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e－p曲线中某一压力段的割线斜率。e－p曲线上任一点的切线斜率 表示相应于压力p作用下土的压缩性。 ——压缩系数，kP a－1或MP a－1，负号表e随P的增长而减小。 当压力变化范围不大时，土的压缩曲线可近似用图中的M1M2割线代替。 越大，土的压缩性越高。 4.回弹曲线和再压缩曲线 §5.3　应力历史对压缩性的影响 5.3.1　沉积土层的应力历史 三种土层现有应力相同，但是它们的应力历史不同。 三种土应力增量相同，但由于应力历史不同，所以其压缩量不同。 应力历史对地基沉降产生很大的影响 5.4 土的变形模量 1. 浅层平板载荷试验及变形模量 测定土的变形模量、地基承载力. 荷载试验的观测标准： （1）每级加载后，按间隔10、10、10、15、15分钟，以后为每隔半小时读一次沉降量，当连续两小时内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。 （2）当出现下列情况之一时，即可终止加载：a) 承压板周围的土有明显的侧向挤出（砂土）或发生裂纹（粘性土和粉土）；b) 沉降s急骤增大，荷载～沉降（p~s)曲线出现降段；c) 在某一级荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定标准；d) （b为承压板的宽度或直径） 满足终止加载的前三种情况之一时，其对应的前一级荷载为极限荷载。 其变形模量： 3.变形模量与压缩模量的关系 土的弹性模量——土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。 弹性模量考虑土体没有残余变形，只有弹性变形。弹性模量远大于变形模量 测定方法： （1）室内三轴压缩试验或单轴压缩无侧限抗压强度试验得到的应力——应变关系曲线所确定的初始切线模量； （2）现场荷载条件下的再加荷模量。 * 第5章　土的压缩性形 土体压缩性——土在压力（附加应力或自重应力）作用下体积缩小的特性。 土体压缩包括：（1）土粒本身和孔隙水的压缩； （2）孔隙气体的压缩； （3）孔隙水、气排出，使得孔隙体积减小。 上面（1）的压缩不到压缩量的1/400（2）的压缩量也很小 土的固结——土体在压力作用下其压缩量随时间增长的过程。 侧限——限制土样侧向变形，土样只能发生竖向压缩变形。通过金属环刀来实现。 试验目的——研究测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力，或孔隙比和压力的关系，变形和时间的关系，以便计算土的各项压缩指标。 1.固结试验和压缩曲线 §5.2 固结试验及压缩性指标 5.2.1 固结试验及压缩性指标 Cell Loading cap Load Displacement measuring device Soil sample water Porous disks * e－p曲线 要绘制e－p曲线，就必须求出各级压力 作用下的孔隙比 。 如何求 ？看示意图： 设试样截面积为A，如图：依侧限压缩试验原理可知：土样压缩前后试样截面积A不变，土粒体积 不变，令