土力学课件：土的压缩、固结与沉降.pptx

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的工程实例;;;;

在外力作用下，土颗粒重新排列，土体体积缩小的现象称为土的压缩

为了研究土的压缩特性，通常可在试验室内进行压缩(固结)试验，

测定压缩性指标。

室内压缩(固结)试验的主要装置为侧限压缩仪(固结仪)

1固结容器：

环刀、护环、导环、透水石、

加压上盖和量表架等

2加压设备：比例1:10的杠杆

3变形测量设备;;;;

将压缩试验结果绘在半对数坐标上，即横轴p用对数坐标，而纵轴e用普通坐标，由此得到的压缩曲线称为e~lgp曲线。在较高的压力范围内，e~lgp曲线近似为一直线，直线的斜率称

为压缩指数Cc

clgp2?lgp1lg;

土的压缩模量是指土体在侧限条件下的竖向附加应力与相应的竖向应变之比：

?p

Es=S/H;

回弹和再压缩曲线比初始压缩曲线平

缓，因为一部分变形不能恢复或说在初始加荷的时候已经完成。

加载到超过卸荷时的应力pb，再压缩曲线与初始压缩曲线延长线重合。;

超固结土现在的地表状态;

4.土的应力历史对压缩性的影响

根据e-lgp曲线确定先期固结压力

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m1

(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

延长线交于点B;;;

假定：

①土样取出以后e不变，等于原状土的初始孔隙比e0，因而，(e0,σp)点应位于原状土的初始压缩曲线上；

②0.42e0时，土样不受到扰动影响。

推求：

①确定先期固结压力σp

②过e0作水平线与σp作用线交于B。由假定①知，B点必然位于原状土的原位压缩曲线上；;

推求：

①确定σs，σp的作用线；

②过e0作水平线与σs作用线交于D点；

③过D点作斜率为Ce的直线，与σp作用线交于B点，DB为原位再压缩曲线；

④过0.42e0作水平线与e-lgσ’曲线交于点C；

⑤过B和C点作直线即为原位压缩压缩曲线。;

试验原理和装置

试验设备一般主要由加载稳压系统、反力系统和沉降量测系统三部分组成，另外还包括一定规格;

试验过程和要求

荷载逐级施加(≮8级)，最大加载量≮荷载设计值的2倍，且应尽量接近地基极限承载力。

观测标准：①每级加载后，按间隔10、10、10、15、15min及之后每30min读一次沉降量。②连续两小时，每小时累计沉降不大于0.1mm时，方可施加下一级荷载。

终止加荷标准：

①承压板周围的土体有明显的侧向挤出，周边岩土明显隆起或径向裂缝持续发展；

②本级荷载的沉降量大于前级荷载沉降量的5倍，p~s曲线出现明显转折；

③在某级荷载下24h内沉降速率不能达到稳定标准；

④总沉降量达到s/b0.06。;

对于直线变形阶段，可按弹性力

学公式求出地基土变形模量——

土体在侧向自由变形条件下竖向

应力与竖向应变之比。

图1典型p~s曲线;

由弹性力学的沉降量计算公式可得;

“侧限”条件，与本章前面的室内压缩(固结)试验相对应，压缩试验得到的是压缩模量Es

土的变形模量，E0，是土体在无侧限条件下的应力与应变的比值。相当于理想弹性体的弹性模量，但是由于土体不是理想弹性体，故称为变形模量。E0的大小反映了土体抵抗弹塑性变形的能力。

变形模量E与压缩模量E有如下关系：E(12μ2EE(12K0E;

变形模量E0与压缩模量Es之间的关系推导：

根据定义Es=

εz=?(σx+σ)∴E0=

σx=μ?(σy+σz)σy=μ?(σx+σz)

∴(σ+σ)=2μσ

E0==?1?=Es?1?所以有E0=1?Es或E0=1?Es;

概述

荷载作用下，地基沉降是逐渐发展的。

地基最终沉降量是指地基土压缩变形达到固结