第5章--土的压缩性和地基沉降--3.19

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1、LOGO2结构荷载结构荷载地基地基产生变形、沉降等产生变形、沉降等基础基础原有应力状态原有应力状态发生变化发生变化土体中应力状态土体中应力状态发生发生变化变化引起地基土的变形，导致建引起地基土的变形，导致建筑物的沉降，倾斜或水平位筑物的沉降，倾斜或水平位移。移。当应力超过地基土的强度时，当应力超过地基土的强度时，地基就会因丧失稳定性而破地基就会因丧失稳定性而破坏，造成建筑物倒塌。坏，造成建筑物倒塌。严重严重3土的压缩性土的压缩性1应力历史与土的压缩性的关系应力历史与土的压缩性的关系2地基沉降的计算方法地基沉降的计算方法3地基沉降与时间的关系地基沉降与时间的关系44v（一）（一）压缩试验压缩试验

2、v（二）压缩性指标（二）压缩性指标5n土中固体颗土中固体颗粒、水体积的粒、水体积的压缩。压缩。（占总压缩量的（占总压缩量的1/400不到，不到，）。）。土中空气、水土中空气、水的排出。同时的排出。同时土颗粒重新排土颗粒重新排列，靠拢挤紧，列，靠拢挤紧，体积减小。体积减小。（压缩量（压缩量结论：结论：6透水性好，透水性好，水易于排出水易于排出压缩稳定压缩稳定很快完成很快完成粘性土粘性土无粘性土无粘性土透水性差，透水性差，水不易排出水不易排出压缩稳定压缩稳定需要很长一段时间需要很长一段时间土的固结：土的固结：土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程。土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程。78

3、压缩仪示意图压缩仪示意图910 通过百分表测的的变形量可计算得到荷载作用下压缩通过百分表测的的变形量可计算得到荷载作用下压缩稳定的稳定的11Vv1e0VsVsH0/(1+e0)H0Vv2eVsVsH1/(1+e)pH1s土样在压缩前后变土样在压缩前后变形量为形量为s。eHeH11100土粒高度在受土粒高度在受压前后不变压前后不变)1(000eHsee整理整理esHeH11000整个过程中土粒体整个过程中土粒体积和底面积不变。积和底面积不变。12 根据不同压力根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制，绘制e- -p曲线，称为曲线，称为。可以研究不同土的压缩性。可以研

4、究不同土的压缩性。e0Aeppee- -p曲线曲线曲线曲线A曲线曲线B曲线曲线A压缩性压缩性l e- -p曲线曲线e0B 曲线曲线B压缩性压缩性 试验时，竖向荷载试验时，竖向荷载施加；施加； 每级荷载下压缩每级荷载下压缩再施加下一级荷载；再施加下一级荷载； 土的压缩性不同，土的压缩性不同，曲线形状不同，曲线曲线形状不同，曲线愈陡，在相同压力增愈陡，在相同压力增量作用下，孔隙比减量作用下，孔隙比减少得愈显著，土的压少得愈显著，土的压缩性愈高。缩性愈高。1314评价土体的压缩性通常有如下几个指标。评价土体的压缩性通常有如下几个指标。n1.1.压缩系数压缩系数a，单位为，单位为MPa-1n n n2

5、. 2. 2. 压缩指数压缩指数压缩指数压缩指数压缩指数压缩指数CcCcCc（不予了解）（不予了解）（不予了解）（不予了解）（不予了解）（不予了解）n3. 压缩模量压缩模量Es，单位为，单位为MPan4.4.变形模量变形模量E0（载荷实验求得）单位为（载荷实验求得）单位为MPa15v1.压缩系数压缩系数 ap1p2e1e2M1M2e0epe- -p曲线曲线pepeadd1221 ppeepea1221 ppeepea斜率16不同压力作用下，不同压力作用下，a 的值不是一个定值。为统一标的值不是一个定值。为统一标准，工程实践中常准，工程实践中常用用p1100kPa、 p2200kPa对应对应的压

6、缩系数的压缩系数a1-2评价土的压缩性。评价土的压缩性。n a1-20.1MPa-1 低压缩性土低压缩性土n0.1MPa-1a1-20.5MPa-1 中压缩性土中压缩性土n a1-20.5MPa-1 高压缩性土高压缩性土压缩系数越大，土的压缩性越？压缩系数越大，土的压缩性越？17 各类地基土的压缩性的高低，取决于土的类别、原始密各类地基土的压缩性的高低，取决于土的类别、原始密度和天然结构是否扰动等因素。度和天然结构是否扰动等因素。 通常土的颗粒越粗、越密实，其压缩性越通常土的颗粒越粗、越密实，其压缩性越粘性土的压缩性高低可能相差很大：粘性土的压缩性高低可能相差很大：例如，密实的粗砂、卵石的压缩

7、性比粘性土为低。例如，密实的粗砂、卵石的压缩性比粘性土为低。当土的含水率高、孔隙比大时，为当土的含水率高、孔隙比大时，为 压缩性土，如淤泥；压缩性土，如淤泥；若含水率低的硬塑或坚硬的土，则为若含水率低的硬塑或坚硬的土，则为 压缩性的土。压缩性的土。结构性软土，尤其是高灵敏度的土，天然结构遭受破坏时，结构性软土，尤其是高灵敏度的土，天然结构遭受破坏时，压缩性变高，强度降低。压缩性变高，强度降低。18v3.压缩模量压缩模量Es 土在土在条件下竖向压应力与竖向总应变的比值，或条件下竖向压应力与竖向总应变的比值，或称为侧限模量。可按下式计算。称为侧限模量。可按下式计算。aeEs11 说明：说明：土的压

8、缩模量土的压缩模量Es与土的的压缩系数与土的的压缩系数a成反比，成反比， Es 愈大，愈大， a 愈小，土的压缩性愈低。愈小，土的压缩性愈低。19Vv1e1VsVsH1/(1+e1)H1Vv2e2VsVsH2/(1+e2)pH2H土样在压缩前后变土样在压缩前后变形量为形量为H，整个，整个过程中土粒体积和过程中土粒体积和底面积不变。底面积不变。212211111eHHeHeH土粒高度在受压前土粒高度在受压前后不变后不变11112111HeeHeeeHpae111HepaH则压缩模量为：则压缩模量为：aeHHpEs111/20 工程上常采用工程上常采用Es1-2作为判别土的压缩性高低的标准：作为判

9、别土的压缩性高低的标准：n Es1-24 MPa 高压缩性土高压缩性土n 4 MPaEs1-215 MPa 中等压缩性土中等压缩性土n Es1-215 MPa 低压缩性土低压缩性土214.4.变形模量变形模量E0变形模量与压缩模量之间关系变形模量与压缩模量之间关系sEE0其中其中1212土的泊松比，一般土的泊松比，一般00.5之间之间22n一一.土的回弹与再压缩曲线土的回弹与再压缩曲线n三三. .土的超固结比与固结状态土的超固结比与固结状态n二二.土的先期固结压力的确定土的先期固结压力的确定23n一一.土的回弹与再压缩土的回弹与再压缩pe弹性变形弹性变形塑性变形塑性变形acbcb 压缩曲线压缩

10、曲线回弹曲线回弹曲线再压缩曲线再压缩曲线n1.1.土的卸荷回弹曲线不与原土的卸荷回弹曲线不与原压缩曲线重合，说明土不是完压缩曲线重合，说明土不是完全弹性体，其中有一部分为不全弹性体，其中有一部分为不能恢复的塑性变形。能恢复的塑性变形。n2.2.土的再压缩曲线与原压缩土的再压缩曲线与原压缩曲线是近光滑连接的。而且再曲线是近光滑连接的。而且再压缩曲线比原压缩曲线斜率要压缩曲线比原压缩曲线斜率要小得多，说明土经过压缩后，小得多，说明土经过压缩后，卸荷再压缩时，其压缩性明显卸荷再压缩时，其压缩性明显降低。回弹再压缩系数小于压降低。回弹再压缩系数小于压缩系数。缩系数。pb24n二二.土的先期固结压力的确

11、定土的先期固结压力的确定先先( (前）期固结压力前）期固结压力pc ： 土在其生成历史中曾受过的最大有效固结压力，又称土在其生成历史中曾受过的最大有效固结压力，又称前期固结压力。前期固结压力。 土的受荷历史是非常复杂地，所以很难精确确定先期土的受荷历史是非常复杂地，所以很难精确确定先期固结压力的数值。固结压力的数值。 但根据前面的分析，在压缩试验中，只有当土所受到但根据前面的分析，在压缩试验中，只有当土所受到的压力大于先期固结压力时，土样才发生较明显的压缩。的压力大于先期固结压力时，土样才发生较明显的压缩。25准确性与什么有关？准确性与什么有关？26n三三. .土的超固结比与固结状态土的超固结