福州大学土力学 黄鹏 5专业课教材.ppt

5.1概述压缩性：外部荷载作用下土体积的缩小（compressibility）。沉降：地基土竖直方向的位移（settlement）。沉降的三个部分：2).e-p曲线*第五章土的压缩性Chapter5ThecompressibilityofSoil★概述★土的压缩性★地基沉降量计算★饱和土体渗流固结理论压缩的特点：即所谓土的固结，consolidation由孔隙体积减少引起；是一个与时间增长有关的过程；地基土产生压缩的原因外因：1.建筑物荷载作用，这是普遍存在的因素；2.地下水位大幅度下降，相当于施加大面积荷载；3.施工影响，基槽持力层土的结构扰动；4.振动影响，产生震沉；5.温度变化影响，如冬季冰冻，春季融化；6.浸水下沉，如黄土湿陷，填土下沉。内因：1.固相矿物本身压缩，极小，物理学上有意义，对建筑工程来说没有意义的；2.土中液相水的压缩，在一般建筑工程荷载（100-600）Kpa作用下，很小，可不计；3.土中孔隙的压缩，土中水与气体受压后从孔隙中挤出，使土的孔隙减小。土具有压缩性荷载作用地基发生沉降荷载大小土的压缩特性地基厚度一致沉降（沉降量）差异沉降（沉降差）建筑物上部结构产生附加应力影响结构物的安全和正常使用土的特点（碎散、三相）沉降具有时间效应－沉降速率a、瞬时沉降：根据弹性理论公式估算。b、主固结沉降：采用分层总和法计算。c、次固结沉降：由土颗粒之间的蠕变及重新排列产生。百分表加压上盖试样透水石环刀第二节固结试验及压缩性指标Section2Consolidationtestandcompressibilityparameters试验过程和结果分析：土样制备和装样；分级施压，给出竖向变形与时间关系；给出压缩变形量与荷载关系曲线；试验结论①变形在各级荷载下都可趋于稳定②变形随荷载的增大而逐渐增大，最后趋于稳定③孔隙比随荷载的增大而逐渐减小tpp1p2p3p1p2p3△h△h压缩量的组成固体颗粒的压缩土中水的压缩空气的排出水的排出占总压缩量的1/400不到，忽略不计压缩量主要组成部分说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果透水性好，水易于排出压缩稳定很快完成透水性差，水不易排出压缩稳定需要很长一段时间土的固结：土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程无粘性土粘性土研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律Vv＝e0Vs＝1H0/(1+e0)H0Vv＝eVs＝1H1/(1+e)pH1s土样在压缩前后变形量为s，整个过程中土粒体积和底面积不变土粒高度在受压前后不变整理其中根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-p曲线，为压缩曲线p压缩性e0eppee-p曲线二、压缩性指标压缩性不同的土，曲线形状不同，曲线愈陡，说明在相同压力增量作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土的压缩性愈高根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标1.压缩系数a2.压缩模量Es3.变形模量E0曲线A曲线B曲线A压缩性＞曲线B压缩性1、土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲线△p△e利用单位压力增量所引起得孔隙比改变表征土的压缩性高低在压缩曲线中，实际采用割线斜率表示土的压缩性《规范》用p1＝100kPa、p2＝200kPa对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性a1-2＜0.1MPa-1低压缩性土0.1MPa-1≤a1-2＜0.5MPa-1中压缩性土a1-2≥0.5MPa-1高压缩性土2．压缩指数用e-logp曲线表示有何优点？斜率Oee2e1e0思考题a与Cc的关系?----微分表达式与差分表达式a与Cc的关系(RelationshipbetweenaandCc)①差分关系②微分关系(Derivativerelationship)3.压缩模量与体积压缩系数侧限压缩模量（简称压缩模量）：土在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值，或称为侧限模量体积压缩系数图5-3再压缩曲线正常固结曲线再压缩曲线1.31011.21.11.00.90.80.7e0=1.19logP回弹曲线再压缩曲线了解！工程效应?5.