土的压缩性和土体变形.ppt

第四章 土的压缩性和地基沉降计算
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第一节 土的压缩试验和指标
土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性
压缩量的组成
固体颗粒的压缩
土中水的压缩
空气的排出
水的排出
占总压缩量的1/400不到，忽略不计
压缩量主要组成部分
说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果
无粘性土
粘性土
透水性好，水易于排出
压缩稳定很快完成
透水性差，水不易排出
压缩稳定需要很长一段时间
土的固结：土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程
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一、压缩试验
研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称固结试验
三联固结仪
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刚性护环
加压活塞
透水石
环刀
底座
透水石
土样
荷载
注意：土样在竖直压力作用下，由于环刀和刚性护环的限制，只产生竖向压缩，不产生侧向变形

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-p曲线
研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律
Vv＝e0
Vs＝1
H0/(1+e0)
H0
Vv＝e
Vs＝1
H1/(1+e)
p
H1
s
土样在压缩前后变形量为s，整个过程中土粒体积和底面积不变
土粒高度在受压前后不变
整理
其中
根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-p曲线，为压缩曲线
p
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e0
e
p
p
e
e-p曲线
二、压缩性指标
压缩性不同的土，曲线形状不同，曲线愈陡，说明在相同压力增量作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土的压缩性愈高
根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标



曲线A
曲线B
曲线A压缩性＞曲线B压缩性
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土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值
p1
p2
e1
e2
M1
M2
e0
e
p
e-p曲线
△p
△e
利用单位压力增量所引起得孔隙比改变表征土的压缩性高低
在压缩曲线中，实际采用割线斜率表示土的压缩性
《规范》用p1＝100kPa、 p2＝200kPa对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性
a1-2＜-1低压缩性土
-1≤a1-2＜-1中压缩性土
a1-2≥-1高压缩性土
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土在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值，或称为侧限模量
说明：土的压缩模量Es与土的的压缩系数a成反比， Es愈大， a愈小，土的压缩性愈低
（补充教材内容）
土在无侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值。
变形模量与压缩模量之间关系
其中
土的泊松比，一般0～
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第二节 分层总和法计算地基最终沉降量

地基是均质、各向同性的半无限线性变形体，可按弹性理论计算土中应力
在压力作用下，地基土不产生侧向变形，可采用侧限条件下的压缩性指标
为了弥补假定所引起误差，取基底中心点下的附加应力进行计算，以基底中点的沉降代表基础的平均沉降

在一定均匀厚度土层上施加连续均布荷载，竖向应力增加，孔隙比相应减小，土层产生压缩变形，没有侧向变形。
地基最终沉降量指地基变形稳定后基础底面的沉降量
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△p
∞
∞
可压缩土层
H1
H0
s
土层竖向应力由p1增加到p2，引起孔隙比从e1减小到e2，竖向应力增量为△p
由于
所以

分别计算基础中心点下地基中各个分层土的压缩变形量△si,基础的平均沉降量s等于△si的总和
ei第i层土的压缩应变
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