土的压缩与固结.ppt

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1、河海大学岩土工程研究所ResearchInstituteofGeotechnicalEngineering,HohaiUniverczity土的压缩与固结9-0概述在附加应力作用下，地基土将产生体积缩小，从而引起建筑物基础的竖直方向的位移（或下沉）称为沉降。把饱和土体中由孔隙水来承担或传递的应力定义为孔隙水应力，常以u表示。把通过粒间的接触面传递的应力称为有效应力。把孔隙水应力和有效应力之和称为总应力。FSFSNSNS9-1有效应力原理A：Aw：As：土单元的截面积颗粒接触点的截面积孔隙水的截面积aa9-1有效应力原理9-2土的压缩特性压缩：在外力作用下，土体

2、体积缩小的现象。一、土的压缩与固结在外力作用下，土体体积为什么会缩小呢？1、土粒本身和孔隙中水的压缩变形；2、孔隙气体的压缩变形；3、孔隙中的水和气体有一部分向外排出。固结：土的压缩随时间增长的过程。二、单向固结模型单向固结：饱和土体在某一压力作用下，压缩随着孔隙水的逐渐向外排出而增长。如果孔隙水只沿一个方向排出，土的压缩也只在一个方向发生（一般指竖直方向），此时的固结为单向固结。9-2土的压缩特性ppp附加应力:σz=p超静孔压:u0=σz=p附加有效应力:σ’z=0附加应力:σz=p超静孔压:0

3、:u=0附加有效应力:σ’z=p9-2土的压缩特性二、单向固结模型饱和土体在某一压力作用下的固结过程就是土体中各点的超静孔隙水应力不断消散、附加有效应力相应增加的过程，或者说超静孔隙水应力逐渐转化为有效应力的过程，而在转化过程中，任一时刻任一深度处的应力始终遵循有效应力原理。9-2土的压缩特性二、单向固结模型（一）室内固结试验与压缩曲线由于刚性护环所限，试样只能在竖向产生压缩，而不能产生侧向变形，故称为单向固结试验或侧限固结试验。三、土的压缩性指标水槽护环环刀透水石试样传压板百分表9-2土的压缩特性滤纸透水石滤纸（一）室内固结试验与压缩曲线9-2土的压缩特性三

4、、土的压缩性指标01002003004000.60.70.80.91.0e10010000.70.80.91.0ee~p曲线e~lgp曲线9-2土的压缩特性（一）室内固结试验与压缩曲线三、土的压缩性指标（二）压缩系数9-2土的压缩特性三、土的压缩性指标0.60.70.80.91.0ee~p曲线9-2土的压缩特性0.60.70.80.91.0e（二）压缩系数三、土的压缩性指标e~p曲线土的类别a1-2(MPa-1)高压缩性土>=0.5中压缩性土0.1-0.5低压缩性土<0.19-2土的压缩特性（二）压缩系数三、土的压缩性指标0.60.70.80.91.0ee~p

5、曲线（三）压缩指数与回弹再压缩指数Cc19-2土的压缩特性10010000.70.80.91.0ee~lgp曲线三、土的压缩性指标eP(kPa)初始压缩曲线回弹曲线再压缩曲线弹性变形塑性变形A初始压缩曲线Cc11CS9-2土的压缩特性（三）压缩指数与回弹再压缩指数三、土的压缩性指标e体积压缩系数mV：土体在单位应力作用下单位体积的体积变化。（四）其它压缩性指标孔隙土粒e1体积11+e1e21+e29-2土的压缩特性三、土的压缩性指标（四）其它压缩性指标压缩模量ES：土体在无侧向变形条件下，竖向应力与竖向应变之比。孔隙土粒e1体积11+e1e21+e29-2土的

6、压缩特性三、土的压缩性指标（四）其它压缩性指标压缩模量ES：土体在无侧向变形条件下，竖向应力与竖向应变之比。孔隙土粒e1体积11+e1e21+e29-2土的压缩特性三、土的压缩性指标变形模量E：土体在无侧限条件下应力与应变之比。（四）其它压缩性指标9-2土的压缩特性三、土的压缩性指标土体本构模型——弹性非线性。9-3单向压缩量公式（1）土的压缩完全是由于孔隙体积减小导致骨架变形的结果，土粒本身的压缩可忽略不计；一、无侧向变形条件下单向压缩量计算假设（2）土体仅产生竖向压缩，而无侧向变形；（3）土层均质且在土层厚度范围内，压力是均匀分布的。二、单向压缩量公式体积

7、高度体积高度9-3单向压缩量公式9-3单向压缩量公式二、单向压缩量公式体积高度体积高度CBAeCeBeAeDDe应力历史：土体在历史上曾经受到过的应力状态。固结应力：能够使土体产生固结或压缩的应力，以p0表示。前期固结应力：土在历史上曾受到过的最大有效应力，以pc表示。超固结比：前期固结应力与现有有效应力poˊ之比，以OCR表示，即OCR=pc/poˊ。9-4现场压缩曲线的推求一、概述9-4现场压缩曲线的推求一、概述9-4现场压缩曲线的推求粘土的应力历史不同，压缩性不同.一、概述一般情况下，室内的压缩曲线已经不能代表地基中现场压缩曲线，它的起始段实际上已是一条

8、再压缩曲线。因此，必须对室内单向固结试