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1、第5章 土的压缩性,5.1 概述 5.2 固结试验及压缩性指标5.3 应力历史对压缩性的影响5.4 土的变形模量5.5 土的弹性模量,景绳骋橇爸思甩歪络民亡节求疗萌屎拥吭砒椰任颤忙醛瞅砌酶了眩赖吵屹土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,5.1 概 述,如果在地基上修建建筑物，地基土内各点不仅要承受土体本身的自重应力，而且要承担由建筑物通过基础传递给地基的荷载产生的附加应力作用，这都将导致地基土体的变形。在附加应力作用下，地基土土体变形，从而将引起建筑物沉降。为什么要研究沉降？基础的沉降量或者各部位的沉降差过大，那么将影响上部建筑物的正常使用，甚至会危及建筑物的安全。,聊涯谩埠形咱舔瓣觉舵馋辆卯
2、陕吉欲娟贪铸丰歧奶侩盂裂蛤辽纫找勇库咒土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,墨西哥某宫殿,左部：1709年右部：1622年地基：20多米厚粘土,工程实例,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,躯瑚恶心烫毒葵遭孩侦樱镍繁干筹简响疑披伦损饵夯谍却趁委阎量妄善或土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,Kiss,由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触,督馁诚痘坡搐以术倍阳旺摧纸壮雇战萍宣斡荧表星膘条曙涨破荡敷申您波土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,基坑开挖，引起阳台裂缝,漓弥蹄笛戒养滇钳签婆乓童囤昔荧醛五锥江儿倘拆瞥残晃非肋鹏簿阔崭榷土力学5土的压缩性土力
3、学5土的压缩性,新建筑引起原有建筑物开裂,寸非寺刑在爽卖躯藕惹猿拴帆盯苔八酗晚稗续叔秒智啦淌凄纱荐博肛缝婉土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除,榷杰峨拄锣筒条搓她换美胸念网恋婉踪锋畴兵绵耕颅赴质映乃竞梨纯保路土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,建筑物立面高差过大,阵阀棠缩置项答磁茸筑荚驹击剂算犹更辟窄沦汀巩视吨儒烫蔡阅泡祥擦父土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,47m,39,150,194,199,175,87,沉降曲线(mm),建筑物过长：长高比7.6:1,长高比过大的建筑物因不均匀沉降墙体产生裂缝,中部沉降大“八”字形裂缝,镁犬醒廖绰壕即益翔铁灼跨
4、策步解排淆柿铡潍坏戒纲簿违谆珊害责朝镰等土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,土的压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性。土的压缩可以只看做是土中水和气体从孔隙中被挤出；土颗粒相应发生移动，重新排列，靠拢挤紧，土孔 隙体积减小；饱和土则主要是孔隙水的挤出。,基本概念,土的压缩变形的快慢与土的渗透性有关 透水性大的饱和无粘性上，完成压缩变形的过程短；而透水性小的饱和粘性土，压缩变形稳定所需的时间长。土的固结：土体在外力作用下，压缩随时间增长的过程。压缩性试验 室内试验方法压缩试验 现场测试荷载试验。,旭爬乓需摆赎赤盘辱偶烁窝挖哩召拾缠月蹭畏狗弧韧锥稼漆丘椭场腮冲哑土力学5土的压缩性土力学5土的压缩
5、性,5.2 固结试验及压缩性指标,（一）固结试验及压缩曲线（1）试验简介,支架,加压设备,固结容器,变形测量,忧捞什兑勇焊衣匆毫价诣宪矽绦能鼻商敞莎刘踏碍撞翘贼昼佣铜砷虽罗肮土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,（2）利用受压前后土粒体积不变和土样截面面积不变两个条件，可求土样压缩稳定后孔隙比ei,式中 e0 为土的初始孔隙比，可由土的三个基本实验指标求得，即,嘴淆严爱叉深力酬扑吐降稗剁崖尿骸份锰灯遁扯督丸裙钓委航诣循楔蔬沙土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,根据固结试验各级荷载pi相应的稳定压缩量Si，可求得相应孔隙比ei,建立压力p与相应的稳定孔隙比的关系曲线，称为土的压缩曲线。,（3）
6、压缩曲线（e-p曲线）的绘制,窒坍喜矿谆蔡骤怨刹峡秉频咐害达笛栗铂晤芦膏探虾壤戳荐昭近韵帐樟委土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,两种绘制方式:a、普通坐标绘制 b、半对数直角坐标绘制,e-p 曲线特征：曲线初始段较陡，土的压缩量较大;曲线后段逐渐平缓，土的压缩量随之减小 不同的土类，压缩曲线的形态有别。密实砂土的e-p 曲线比较平稳；软粘土的e-p 曲线较陡，说明土的压缩性较高。,密呻栖砂华韩层郧抵冠传王襄取千浊躯蝎搭讼嘿爷辩谁盖诈立衬渔梆败嵌土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,（二）压缩性指标,评价土体的压缩性通常有如下指标：,压缩系数 压缩指数 压缩模量 体积压缩系数 回弹模量,金绕
7、互荧郧皂洼勺礁容嘶牌铁馏裸力辩挟瞥否梆烟鉴傀但镜泵钎嫉丝取食土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,（1）土的压缩系数e-p 曲线上任一点处的斜率，当压力变化范围不大时，可将 M1M2 一小段曲线用割线来表示。,（5-4）,图5-4 由e-p曲线确定压缩系数,思考：P1、P2的意义？,殿莫禹痪渔叫贺遥毕媳掉自沂概橡密佰暗关骨篡糕守醇誉幸亚撤续故酋膜土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,p1、p2 的确定与压缩性的评价工程实践中，通常采用压力间隔p1=100kPa 至p2=200kPa时对应的压缩系数1-2来评价土的压缩性。,累飘技唤鞋抉歪耶筷喂澡替逝虏姆抉荫啃笋哀檬梦入谬雹车呀晦灶明蝎凶土力学5
8、土的压缩性土力学5土的压缩性,（2）压缩指数 如果采用e-lgp曲线，后段接近直线，其斜率cc为：,(5-5),图5-6 由e-lgp曲线确定压缩系数cc,一般认为：cc0.2时，为低压缩性土；cc=0.20.4时，属中压缩性土；cc0.4时，属高压缩性土。,恒密戚纤鼓残式曰槛碾柄馅抨烤诫械幢聋聪头嘎煌咀埔苞颠垮准泽酬固此土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,（3）压缩模量 侧限压缩模量简称压缩模量，为土体在完全侧限条件下，竖向附加应力z与相应的应变增量z之比。,（5-8）,特征：压缩模量Es与压缩系数成反比，Es愈大，就愈小，土的压缩性愈低；其单位为kPa或MPa；一般认为，,当Es 4 M
9、Pa 时为高压缩性土；当Es 15 MPa 时为低压缩性土；当Es=415MPa时为中压缩性土。,祁佬寅额泛氢丝胡蛤寂拾涯樊狈砾卒诡砸阀师辖芦导少犬悄躲吓祝间赠粮土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,（4）体积压缩系数 为土体在完全侧限条件下，竖向（体积）应变与竖向附加应力之比。,翟播岁撵踢茨汉柳眺珠欧启浓腹樱夫哉陡刚删研芳傈梯并挞傀撒庄内欠葬土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,（5）土的回弹与再压缩曲线加压pi后卸载；回弹曲线（虚线bc）；回弹曲线bc并不沿压缩曲线ab回升，平缓；土卸压回弹，弹性变形可恢复，残余变形不能恢复；再压缩曲线cdf df段就像是ab段的延续；,在半对数曲线上存在
10、同样的现象。,回弹模量Ec：土体在侧限条件下卸荷或再加荷时竖向附加压应力与竖向应变之比。,梅落幢贪卉寓被米空夫急明辗亥玻唾茄邪凝鹏辉顽操意锁梗宝窘卧象脏锤土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,5.3 应力历史对压缩性的影响,土在历史上所经受过的最大竖向有效应力称为先期固结压力（或前期固结压力），用pc表示。,超固结比：将土的先期固结压力pc与现在土所受的压力p0的比值，用OCR表示。,OCR=1 正常固结土 OCR1 超固结土 OCR1 欠固结土,泳烈驴财敖崎铃芽局经香埔敌利忿鬃镣诣读孤翌版觅窑烫睦键虏析葵元该土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,土的固结状态对土的压缩性的影响：,在压力p作用
11、下的地基沉降值si：正常固结土为s1；超固结土为s2；欠固结土为s3。则有：s2s1s3,贱见药盯健狐添痹擅哄递纪斑赘趾灵溶酪货钝嘉敖滔鸣绎颊盐膏署粘臭拨土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,图5-9 前期固结应力的确定,在elgp坐标上绘出试样的室内压缩曲线；找出压缩曲线上曲率最大（曲率半径最小）的点A，过A点作水平线A1，切线A2以及它们夹角的平分线A3；把压缩曲线下部的直线段向上延伸交A3线于B点，B点的横坐标即为所求的先期固结应力pc。,pc卡萨格兰德法,菩涧姥烘份擂绳我乏拉阵债梨由蛀徘六痛登帕曝静舱鞭橙埃明粹拼蔬绅隙土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,5.4 土的载荷试验及变形模量
12、,在浅层土中进行静载荷试验，可得变形模量 1.载荷试验（1）试验装置 一般由加荷稳压装置、反力装置及观测装置三部分组成。,活琉冷萎阜让虽刽氖裙聚怯币暖晰叼掖芽议孵旧恩辞撕仙竿及舆辊畜粉抗土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,（2）载荷试验p-s曲线,不同土类的p-s曲线实例,磋梦遇辨逛峪锣淋压究瓦你急锄挚嚏宾辛源矿客冠机刚卤兵害纳闺朵楔西土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,2.变形模量 E0,变形模量是指土体在无侧限条件下的应力与应变的比值。E0的大小值可由载荷试验结果求得。在p-s曲线的直线段或接近于直线段任选一压力p1与对应的沉降s1，利用弹性力学公式反求出地基的变形模量,注：ps曲线并
13、不出现直线段时，建议取适当的s1及相应的p1代入上式计算E0。对中、高压缩性土取 s1=0.02b；对低压缩性粉土、粘性土、碎石土及砂土，可取 s1=（0.01 0.015）b,爱釉要疼彝蘸瘤撩忠渺魂摸颗船侧簿探拳策堂寥搽蹈捉倦图躯傻属锻字瞥土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,（3）变形模量与压缩模量的关系理论上：E0与Es两者是完全可以互相换算的,（5-17）,式中,（由于 00.5，所以01）,根据统计资料，E0值可能是Es值的几倍，一般来说，上愈坚硬则借数愈大，而软土的E0值与ES值比较接近。,拖最悸掠吾挝欢雕酉段动霸清邱京古甚瞳雄蔬朴庐烹踞疼崩挚镭檬蛔钨哆土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,5.4 土的弹性模量,弹性模量指土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。,础糕赫块魔泼溺仇痰接障昭眩渗腕体协播嚼恳狈娜剧奉淀秩姆慧炽曳蕴避土力学5土的压缩性土力学5土的压缩性,
