東南大學《土力學》7壓縮性

1、基礎(chǔ)與主線,預備,具體 應(yīng)用,第一章 土的組成 第二章 土的物理性質(zhì)和工程分類,第三章 土的滲透性及滲流,第四章 土中應(yīng)力,第五、六章 土的壓縮性和地基變形,第七章 土的抗剪強度,滲透特性 變形特性 強度特性,第八章 土壓力,第九章 地基承載力,第十章 土坡和地基穩(wěn)定性,土 的 壓 縮 性,土的壓縮變形問題,土的壓縮性與地基變形,試驗方法,壓縮性指標,沉降的大小,沉降的過程,土的壓縮性測試方法 一維壓縮性及其指標 地基的最終沉降量計算 飽和土體的固結(jié)理論,壓縮性測試,最終沉降量,沉降速率,5 土的壓縮性,一維壓縮：基本方法 復雜條件：修正,一維固結(jié) 三維固結(jié),室內(nèi)：固結(jié) 三軸壓縮 室外：荷載試

2、驗 旁壓試驗,6 地基變形,主線、重點：一維問題！,本章提要 本章特點 學習難點,第五章：土 的 壓 縮 性,土的壓縮性 -測試方法和指標 有較多經(jīng)驗性假設(shè)和公式 幾個壓縮性指標的關(guān)系 應(yīng)力歷史及先期固結(jié)壓力,5.1 概述 5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標 5.3 應(yīng)力歷史對壓縮性的影響 5.4 土的變形模量 5.5 土的彈性模量,第五章：土的壓縮性,墨西哥某宮殿,左部：1709年右部：1622年地基：20多米厚粘土,工 程 實 例,問題： 沉降2.2米，且左右兩部分存在明顯的沉降差。左側(cè)建筑物于1969年加固,墨西哥城的一幢建筑，可清晰地看見其發(fā)生的沉降及不均勻沉降。該地的土層為深厚的湖相沉積層

3、，土的天然含水量高達 650 ，液限 500% ，塑性指數(shù) 350 ，孔隙比為 15 ，具有極高的壓縮性。,9,工 程 實 例,工 程 實 例,Kiss,由于沉降相互影響，兩棟相鄰的建筑物上部接觸,10,新建筑引起原有建筑物開裂,47m,39,150,194,199,175,87,沉降曲線(mm),工 程 實 例,建筑物過長：長高比7.6:1,工 程 實 例,工 程 實 例,5.1 概述 5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標 5.3 應(yīng)力歷史對壓縮性的影響 5.4 土的變形模量 5.5 土的彈性模量,第五章：土的壓縮性,固結(jié)容器： 環(huán)刀、護環(huán)、導環(huán)、透水石、加壓上蓋和量表架等 加壓設(shè)備：杠桿比例1:1

4、0 變形測量設(shè)備,1、固結(jié)儀（固結(jié)儀）,支架,加壓設(shè)備,固結(jié)容器,變形測量,5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標,水槽,內(nèi)環(huán),環(huán)刀,透水石,試樣,傳壓板,百分表,施加荷載，靜置至變形穩(wěn)定 逐級加大荷載,測定： 軸向應(yīng)力 軸向變形 時間,試驗結(jié)果：,2、試驗方法,P1,s1,e1,e0,5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標,已知： 試樣初始高度H0 試樣初始孔隙比e0,試驗結(jié)果： 每級壓力p作用下，試樣的壓縮變形S,5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標, - p曲線,初始加載Es 卸載和重加載Ee,體積壓縮系數(shù)：,單位壓應(yīng)力變化引起的單位體積的體積變化,固結(jié)（變形）模量kPa ,MPa,5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標,固

5、結(jié)試驗,由三相草圖：,可得到e-p關(guān)系,5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標,e-p 曲線,e,5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標,壓縮系數(shù)，kPa-1，MPa-1,5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標,e-p 曲線,不同土的壓縮系數(shù)不同，a越大，土的壓縮性越大 同種土的壓縮系數(shù)a不是常數(shù)，與應(yīng)力p有關(guān) 通常用a1-2即應(yīng)力范圍為100-200 kPa的a值對不同土的壓縮性進行比較,壓縮系數(shù)，kPa-1，MPa-1,壓縮模量, kPa , MPa,固體顆粒,孔隙,體積壓縮系數(shù)， kPa-1 ，MPa-1,5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標,e-p 曲線,壓縮系數(shù),a1-2常用于比較土的壓縮性大小,5.2 固結(jié)試驗及壓縮性

6、指標,e-p 曲線,壓縮系數(shù),壓縮模量,體積壓縮系數(shù),壓縮指標間的關(guān)系,5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標,e-lgp 曲線,e,壓縮指數(shù),Ce,回彈指數(shù)（再壓縮指數(shù)）,Ce Cc，一般Ce0.1-0.2Cc,特點1：有一段較長的直線段,指標：,5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標,特點2： 起始狀態(tài)不同，但壓縮曲線最終趨近于同一條直線,5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標,e-lgp 曲線,e0,0.42e0,擾動增加,原狀樣,重塑樣,特點3： 擾動越小，壓縮曲線越接近于直線,推斷：原狀土的原位壓縮曲線為直線 原狀土的原位再壓縮曲線也是直線,5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標,e-lgp 曲線,固結(jié)試驗指標匯總,5.2

7、 固結(jié)試驗及壓縮性指標,歷史上所經(jīng)受到的最大壓力pc （指有效應(yīng)力）,p1= z：自重壓力 pc = p1 ：正常固結(jié)土 pc p1 ：超固結(jié)土 pc p1 ：欠固結(jié)土,OCR=1：正常固結(jié) OCR1：超固結(jié) OCR1：欠固結(jié),相同p1 時，一般OCR越大，土越密實，壓縮性越小,超固結(jié)比：,先期固結(jié)壓力,5.3 應(yīng)力歷史對壓縮性的影響,e,p(lg),正常固結(jié)土的原位壓縮曲線：直線,正常固結(jié)土初始壓縮曲線,5.3 應(yīng)力歷史對壓縮性的影響,在先期固結(jié)壓力p附近發(fā)生轉(zhuǎn)折，據(jù)此可確定p,先期固結(jié)壓力,AB：沉積過程，到B點應(yīng)力為p BC：取樣過程，應(yīng)力減小，先期固結(jié)壓力為p CD：壓縮試驗曲線，開始

8、段位于再壓縮曲線上，后段趨近原位壓縮曲線,5.3 應(yīng)力歷史對壓縮性的影響,在e-lgp曲線上，找出曲率最大點m 作水平線m1 作m點切線m2 作m1,m2 的角分線m3 m3與試驗曲線的直線段交于點B B點對應(yīng)于先期固結(jié)壓力p,先期固結(jié)壓力p的確定,Casagrande 法,5.3 應(yīng)力歷史對壓縮性的影響,原位壓縮及原位再壓縮曲線,正常固結(jié)土:,超固結(jié)土:, 沉積ab 取樣bb 室內(nèi)試驗bcd,5.3 應(yīng)力歷史對壓縮性的影響,原位初始壓縮曲線的推求,基本假定： 取樣后不回彈，即土樣取出后孔隙比保持不變，(e0, p1)點位于原狀土初始壓縮或再壓縮曲線上 壓縮指數(shù)Cc和回彈指數(shù)Ce為常數(shù) 試驗曲

9、線上的0.42e0點不受到擾動影響，未受擾動的原位初始壓縮曲線也應(yīng)相交于該點,5.3 應(yīng)力歷史對壓縮性的影響,0.1 1 10 p(100kPa),1.0 0.8 0.6 0.4,e,e0,0.42e0,擾動增加,原狀樣,重塑樣,不同擾動程度試樣的室內(nèi)壓縮曲線,5.3 應(yīng)力歷史對壓縮性的影響,正常固結(jié)土原位壓縮曲線的推求,對正常固結(jié)土先期固結(jié)壓力 (e0,pc)位于原位壓縮曲線上 以0.42e0在壓縮曲線上確定C點 通過B、C兩點的直線即為所求的原位壓縮曲線,推定方法,5.3 應(yīng)力歷史對壓縮性的影響,超固結(jié)土原位再壓縮曲線的推求,確定pc,p1的作用線 因為pcp1,點D(e0,p1)位于再壓縮曲線上 過D點作斜率為Ce的直線DB，DB為原位再壓縮曲線 以0.42e0在壓縮曲線上確定C點，