第5章 土压缩性.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 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,土的压缩性,土体在压力作用下体积缩小的特性。在一般压力下，土体被压缩可认为是土中孔隙体积缩小，即土中水和土中气被排除、土颗粒重新排列互相挤密的结果。,土的固结,土体压缩随时间增长的全过程,土的压缩性指标,压缩指数,体积压缩系数,变形模量,压缩系数,弹性模量,土的压缩性指标测定方法,室内试验,原位测试,侧限压缩试验,(,K,0,试验）,三轴试验,静荷载试验,旁压试验,标贯试验,静（或动）力触探试验,压缩模量,5.1,概 述,5.2.1.,固结试验,和压缩性指标,（一）侧限压缩试验,1,试验方法,2,求孔隙比,e,p,i,H,0,H,i,H,i,H,0,H,i,p,i,H,i,5.2,固结试验及压缩性指标,p,=,p,i,时，,推导,:,设,V,s,=,1,V,V,=,e,0,V,s,=1,H,0,H,H,i,V,V,=,e,i,V,s,=1,侧限压缩试验,压缩前后截面不变,设土样初始孔隙比为,e,0,土样孔隙比为,e,i,p,i,1,、,e,p,曲线,e,p,软粘土,密实砂土,e,0,e,0,2,、,e,log,p,曲线,e,p,(log,),软粘土,密实砂土,e,0,e,0,10,100,1000,绘制压缩曲线,低压固结仪,高压固结仪,中压压固结仪,压缩系数,a,e,p,e,0,M,1,e,1,p,1,M,2,e,2,p,2,压缩系数：土体在侧限条件下孔隙比减少量与有效压应力增量的比值。,压缩指数,C,c,压缩指数：土体在侧限条件下孔隙比减少量与有效压应力常用对数增量的比值。,e,P,(log,),e,1,e,2,p,1,p,2,1,C,c,e,0,5.2.2,土的压缩系数和压缩指数,斜率,1,2,2,1,p,p,e,e,p,e,a,-,-,=,D,D,=,为低压缩性土,为中压缩性土,为高压缩性土,压缩模量（侧限模量）,E,s,：,侧限条件下，竖向附加压应力与竖向应变的比值,H,1,H,2,p,1,V,s,=1,V,v0,=,e,1,V,s,=1,V,v,=,e,2,p,2,H,0,H,s,5.2.3,土的压缩模量和体积压缩系数,体积压缩系数,m,v,：单位压应力引起的体积变化,（四）土的回弹曲线和再压缩曲线,e,p,e,0,压缩曲线,卸荷回弹曲线,再加荷曲线,残余变形,弹性变形,p,i,e,p,(log,),e,0,p,1,压缩曲线,回弹曲线,再压缩曲线,5.2.4,回弹曲线与再压缩曲线,现在地面,h,正常固结土,p,c,=,p,1,现在地面,h,超固结土,p,c,p,1,现在地面,h,欠固结土,p,c,1,OCR1,先期固结压力,现有覆盖土重,5.3,应力历史对压缩性的影响,确定前期固结压力方法（做图法）,e,p,(log,),p,c,a,水平线,切线,角平分线线,b,e,-,log,p,曲线直线段延长线,正常固结土,超固结土,欠固结土,Cassagrande,，,1936,曲率半径最小,要求：,取土质量高，,高压固结试验，,进行高压固结试验并精确绘制压缩曲线图。,5.3.2,现场原始压缩曲线及压缩性指标,p(lg,),A,1,3,2,B,前期固结应力,Pc,e,0,e,D,0.42e,0,C,现场压缩曲线,正常固结土,A,1,3,2,B,前期固结应力,Pc,E,F,e,e,0,0.42e,0,C,D,D,p,0,p,(lg,),现场压缩曲线,现场再压缩曲线,超固结土,5.4.1,浅层平板载荷试验及变形模量,承压板有足够刚度，面积不应小于,0.25m,2,软土不应小于,0.5m,2,基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍。,5.4,土的变形模量,载荷试验一般适合于在浅土层进行。,优点,是压力的影响深度可达,1.5,一,2b,（,b,为压板边长），因而试验成果能反映较大一部分土体的压缩性；比钻孔取样在室内试验所受到的扰动要小得多；土中应力状态在承压板较大时与实际基础情况比较接近。,缺点：,试验工作量大，费时。对层状土需进行深层土的载荷试验。,构造：加荷稳压装置、反力装置、观测装置。,变形模量,E,0,：,土体在无侧限条件下的应力与应变比值,由前面介绍的布辛奈斯克公式得,p,(kPa,),S,(mm,),100,200,300,400,10,20,30,0,40,s,1,p,1,比例界限荷载,s,1,与比例界限荷载对应的沉降,刚性板沉降影响系数,b,方形载荷板宽度,p,1,方形板：,圆形板：,d,圆形载荷板直径,5.4.2,深层平板载荷试验及变形模量,深层平板载荷试验适用于埋深不小于,3,米的地基土层或大直径桩桩端土层，采用直径,0.8m,的刚性板，紧靠承压板外侧的土层高度不小于,0.8m,。,I,1,与承压板埋深有关的修正系数,I,2,与土的泊松比有关的修正系数,5.4.3,旁压试验及变形模量,由弹性力学,由侧限条件,得,由压缩模量定义,(3),代入,(2),得,比较,(1),(4),得,5.4.4,变形模量与压缩模量的关系,土的弹性模量,E,(,用于计算瞬时沉降和动荷载作用）：土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。,土为非理想弹性体，变形由可恢复的和不可恢复的变形两部分组成，故一般情况下，虽然仍用弹性力学分析，但多采用压缩模量或变形模量。,室内三轴试验,轴向应变,1,E,i,1,循环荷载,E,r,先固结至自重有效应力，固结后在不排水条件下加荷至现场时的有效附加应力，在循环加卸载直至土样硬化,室内三轴试验,