土的压缩性教学幻灯片.ppt

1、物理模型 p p p 附加应力:σz=p 超静孔压: u = σz=p 有效应力:σ’z=0 渗流固结过程－变形逐渐增加 附加应力:σz=p 超静孔压: u p 有效应力:σ’z0 附加应力:σz=p 超静孔压: u =0 有效应力:σ’z=p 第四节 饱和粘性土地基沉降与时间关系 一、一维渗流固结理论（Terzaghi渗流固结理论） 2、数学模型 ①土层均匀且完全饱和； ②土颗粒与水不可压缩； ③变形是单向压缩（水的渗出和土层压缩是单向的）； ④荷载均布且一次施加；——假定?z = const ⑤渗流符合达西定律且渗透系数保持不变； ⑥压缩系数a是常数。 （1）基本假定 （2）基本变量 总应力已知 有效应力原理 超静孔隙水压力的时空分布 第四节 饱和粘性土地基沉降与时间关系 一、一维渗流固结理论（Terzaghi渗流固结理论） ●试样的前期固结压力一旦确定，就可通过它与试样现有自重应力pl的比较，来判定它是正常固结的、超固结的、还是欠固结的。然后，再依据室内压缩曲线的特征，来推求原始压缩曲线。 ●原始压缩曲线是指室内压缩试验e~logp曲线经修正后得出的符合原始土体孔隙比与有效应力的关系曲线。 若pc=p1，则试样是正常固结的，它的原始压缩曲线推求: 假定取样过程中试样体积不变，即试样的初始孔隙比e0就是它的原位孔隙比 ，由e0 和 pc值，在e~logp坐标上定出b点，此即试样在原始压缩的起点，然后从纵轴坐标0.42 e0 处作一水平线交室内压缩曲线于c点,连接bc即为所求的原始压缩曲线。 (4) 初始(原始)压缩曲线确定 ●若pc＞ p1 ，则试样是超固结的。由于超固结土由前期固结压力pc减至现有有效应力p1期间曾在原位经历了回弹。因此，当超固结土后来受到外荷引起的附加应力?p时，它开始将沿着原始再压缩曲线压缩。如果?p较大，超过(pc－ p1 )，它才会沿原始压缩曲线压缩。 超固结土原始压缩曲线推求: (1) 先作b1点，其横、纵坐标分别为试样现场自重应力p1 和现场孔隙比 e0； (2) 过b1点作一直线，其斜率等于室内回弹曲线与再压缩曲线的平均斜率，该直线与通过B点垂线(其横坐标相应于先期固结压力值)交于b1 点, b1 b就作为原始再压缩曲线。其斜率为回弹指数Ce； (3) 作c点，由室内压缩曲线上孔隙比等0.42 e0处确定； (4) 连接bc直线，即得原始压缩曲线的直线段，取其斜率作为压缩指标Cc。 　●若pc＜ p1，则试样是欠固结的，由于自重作用下的压缩尚未稳定，实质上属于正常固结土一类，它的现场压缩曲线的推求方法完全与正常固结土一样。 (5) 考虑应力历史的影响地基沉降计算 正常固结土 欠固结土 (5) 考虑应力历史的地基沉降计算 超 固 结 土 第三节 地基沉降实用计算方法 计算理论：采用布辛奈斯克课题的位移解。 基本假定：地基是均质、各向同性、线弹性的半无限体; 基础底面和地基一直保持接触。 *布辛奈斯克解针对荷载作用于地表的情形，近似适用于荷载埋置深度较浅的情况。当荷载作用位置深度较大时,则应采用明德林课题（Mindlin）的位移解进行沉降计算。 1. 点荷载作用下地表沉降 利用布辛奈斯克位移解，地表沉降为s： 一、弹性理论法 式中s为竖向集中力Q作用下地表任意点沉降；r为集中力Q作用点与地表沉降计算点的距离，即为： ???????????????????；E为弹性模量； μ为泊松比。 均布荷载时，积分可得角点的沉降sc为： 分布荷载时，利用点荷载在荷载分布面积上积分得到 2. 绝对柔性基础沉降 矩形面积的长宽比 ；p0为基底附加压力； 称为角点沉降系数，即单位矩形均布荷载在角点引起的沉降； 称为角点沉降影响系数，是长宽比的函数，可查表得到。 　用角点法也得到矩形柔性基础上均布荷载作用下地基任意点沉降。如基础中点的沉降s0为： ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????? 式中 称为中点沉降影响系数(是长宽比的函数)，可查表5-3得到。对应某一长宽比， 。 　矩形柔性基础上均布荷载作用下基底面积A范围内各点沉降的平均值，即基础平均沉降sm：