土力学与基础工程（第3版）课件：土的压缩性及变形计算.pptx

《土力学与基础工程》土的压缩性及变形计算

土具有压缩性荷载作用荷载大小地基发生沉降土的压缩特性一致沉降差异沉降地基压缩层厚度（沉降量）（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－固结过程

室内试验室外试验侧限压缩、三轴压缩等荷载试验、旁压试验等压缩性测试较复杂应力单元1土的压缩性最终沉降量沉降速率状态？修正一维压缩简化条件复杂条件下的计算公式单元2地基沉降量的计算一维固结三维固结单元3饱和粘性土地基的单向渗透固结理论主线、重点：一维固结问题！

问题：沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。左侧建筑物于1969年加固。工程实例墨西哥某宫殿左部：1709年；右部：1622年；地基：20多米厚的粘土

墨西哥城的一幢建筑

比萨斜塔原因：地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层，强度较低，变形较大。

接触由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触

接触上海动迁楼房

接吻的筒仓

基坑开挖，引起阳台裂缝

修建新建筑物：引起原有建筑物开裂

建筑物立面高差过大

建筑物过长：长高比7.6:1

nnn土的压缩性及变形计算单元一土的压缩性单元二地基沉降量计算单元三饱和粘性土地基的单项渗透固结理论

单元1土的压缩性一、基本概念nn土在压力作用下体积减小的特性称为土的压缩性。土体被压缩的第一个可能是三相组成中的土粒、水、空气本身被压缩n在一般工程压力（100-600kPa）作用下，固体矿物颗粒和水的压缩量不到土体总压缩量的1/400n工程上可以忽略不计。

单元1土的压缩性nnn土被压缩的第二可能是土体结构变化，土粒之间产生相对移动而靠拢，使孔隙体积减小，孔隙中的水或气被排出，从而引起土体体积减小。土体压缩的实质是土颗粒之间产生相对移动而靠拢，使土体孔隙减小所致。土的压缩过程需要一定的时间才能完成，这种与时间有关的压缩过程称为土的固结。

二、压缩试验及压缩性指标（一）压缩试验测定：轴向应力轴向变形百分表试验结果：p3传压板t透水石试样水槽环刀内环

利用受压前后土粒体积不变和土样横截面面积不变的两个条件，得出：土样压缩稳定后孔隙比ei

非线性弹塑性（一）压缩试验应力应变关系——以某种粘土为例Es1Ee1侧限变形模量：

lgp压缩试验成果表示方法e1.00.90.80.70.60100200300400p（kPa）e~p曲线e~lgp曲线

（二）压缩性指标e-p曲线有关指标e1.00.90.80.70.60100200300400p（kPa）

Δp-10.61-1-1aae1.0压缩系数，KPa，MP-1a0.90.80.70100200300400p（kPa）e0孔隙固体颗粒侧限压缩模量,KPa,MPa侧限变形模量体积压缩系数，KP，MP

Δp-1压缩系数，kP-1aa1-2常用作比较土的压缩性大小e1.00.90.80.70.60100200300400p（kPa）土的类别a1-2(MPa)高压缩性土0.5中压缩性土0.1-0.5低压缩性土0.1

单向压缩试验的各种参数的关系指标指标amvEsα1mv(1+e0)(1+e0)/Esmva/(1+e0)11/EsEs(1+e0)/a1/mv1

ce~lgp曲线有关指标1e~p曲线缺点：不能反映土的应力历史Ce~lgp曲线lgp特点：有一段较长的直线段指标：压缩指数

Cee土的回弹曲线及再压缩曲线10.90.80.70.61CcC1001000回弹指数（再压缩指数）eCeCc，一般Ce≈0.1-0.2Clgpc

超固结比先期固结压力先期固结压力：历史上所经受到的最大压力pc（指有效应力）p0=?cz=?z：自重压力pc=p0=?cz：正常固结土pcp0=?cz：超固结土pcp0=?cz：欠固结土OCR=1：正常固结OCR1：超固结OCR1：欠固结超固结比：相同σcz时，一般OCR越大，土越密实，压缩性越小

rmin先期固结压力pc的确定：Casagrande法(a)在e-lgp压缩试验曲线上，找曲率最大点m(b)作水平线m1eA(c)作m点切线m2(d)作m1,m2的角分线m3(e)m3与试验曲线的直线段交于点B(f)B点对应于先期固结压力pcCmBpc132Dlgp

nnn学习情境4土的压缩性及变形计算单元一土的压缩性单元二地基沉降量计算单元三饱和粘性土地基的单项渗透固结理论

单元2地基最终沉降量计算p可压缩层不可压缩层σz=p最终沉降量S∞：t?∞时地基最终沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑沉降过程。

单元2地基最终沉降量计算一、弹性理论计算地基最