土力学-土的压缩性及地基沉降

《土力学-土的压缩性及地基沉降》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章土的压缩性及地基沉降计算一、土的压缩性compressibility1.土的压缩性土发生压缩的原因（1）土颗粒的压缩（2）水的压缩（4）孔隙的减小≈0（压缩过程中气体被排出）在压力作用下，颗粒的位置发生改变，孔隙减小，土体变得密实，即发生压缩。≈0（3）孔隙中的气体对饱和土，这一过程还伴随着孔隙水的排出，称为渗透固结。土在压力作用下体积减小的特性称为土的压缩性。是土的重要变形特性。（土颗粒的刚度很大）通常无影响是主要原因（水是不可压缩体）为什么要研究土的压缩性公路下沉2m建筑下沉4m确定地基沉降（竖向位移）是主要目的之一。墨西哥城艺术宫的下沉（190

2、4）墨西哥城的土层为：表层为人工填土与砂夹卵石硬壳层，厚度5m，其下为火山灰形成的超高压缩性淤泥，天然孔隙比高达7～12，含水量150～600%，层厚达数十米。实例不均匀沉降建筑物不均匀沉降（墨西哥城）上海展览中心馆，中央大厅采用箱形基础，地基为高压缩性淤泥质软土。1954年5月开工，年底实测沉降60cm。1957年6月，中央大厅最大沉降为147cm，1979年9月，平均沉降为160cm。上海中心展览馆（1954）2.压缩（固结）试验及压缩曲线（1）压缩（固结）仪oedometer构造土样加压上盖透水石环刀底座荷载透水石刚性护环（2）压缩试验a.逐级加载，

3、测得不同荷载水平下的压缩量。p1s1p2s2pisipnsn荷载压缩量孔隙比e1e2eien土样是在完全侧限的条件下发生压缩的（单向压缩）。问题：可否直接以压缩量-荷载（s-p）曲线反映土的压缩性？否。s与土样高度有关，故应采用e-p曲线。注意：s-p或e-p曲线反映的是土样完全侧限时的变形-荷载关系。压缩仪的构造荷载-变形关系b.孔隙比e与压缩量s之间的关系压缩前压缩后压缩前后颗粒的高度保持不变，故有最终得到或压缩量计算公式压缩曲线颗粒孔隙颗粒孔隙（1）压缩系数coefficientofcompressibility标准压缩系数a1-23.压

4、缩指标0.10.5低压缩性中压缩性高压缩性对应于p0=100kPa，p1=200kPa时的压缩系数。压缩性与压缩系数之间的关系压缩系数越大，压缩性越高。（MPa-1）土样完全侧限压缩（单向压缩）时的变形指标单向压缩（完全侧限）时，单位竖向压力增量导致的孔隙比减小量。《建筑地基基础设计规范》问题：对同一种土，压缩系数是否为常数？（3）压缩模量modulusofcompressibility（2）体积压缩系数coefficientofvolumecompressibility单向压缩时，单位竖向压力（应力）增量产生的体积应变减小量。单向压缩时，产生单位竖向应变

5、增量所需的竖向压力（应力）增量。材料名称C20砼较硬黏土密实砂密实砾、石变形指标（MPa）弹性模量压缩模量260008～1550～80100～200土的压缩性与其他材料压缩特性的比较单向压缩时的体积应变单向压缩时的竖向应变3个压缩指标之间关系式的证明由由式①、②，压缩模量①压缩系数2）mv-av的关系1）Es-av的关系3）Es-mv的关系单向压缩时的竖向应变（如下图示）②压缩前压缩后体积应变（荷载：p0p1，孔隙比：e0e1）单向压缩时的体积应变③④由式③、④，得Vs=11）初次加载（p1→p2）时产生的变形量s1较大。压缩曲线（加载）压缩曲线（继续

6、加载）（4）加载、卸载、卸载-再加载所对应的压缩特性回弹曲线（卸载）再压缩曲线（卸-再加载）卸载后的残余变形s3继续加载产生的变形s52）卸载（p2→p1）时的回弹量s2＜＜s1，即大部分变形（塑性变形s3）无法恢复。初次压缩产生的变形s13）卸载后再加载（p1→p2）所产生的压缩量s4＜＜s1（即卸载后再压缩产生的变形较小）。重新加载超过卸载时荷载水平（p2）后，回到主压缩曲线。卸载后，再加载产生的变形s4卸载后的回弹变形s2工程实例上海地区某12层高层住宅（1976年），箱形基础，埋深5.65m，持力层为淤泥质砂质粉土，地下水位在地表以下1m处。降水开

7、挖基础、上部结构施工竣工降水引起的沉降①基坑开挖产生的回弹②基底压力达到挖掉土的自重应力④（100kPa）停止降水土建竣工⑤（基底压力为156kPa）（1）降水5.5m引起的沉降①=1.2cm。（2）基坑开挖（卸载）引起的回弹②=4.5cm。（3）停止降水产生的回弹③=0.29cm<①。（4）Ⅲ~Ⅵ段的压缩量=7.8cm>回弹②=4.5cm。（5）Ⅲ~Ⅵ段（再压缩）的压缩量=7.8cm，Ⅵ~Ⅶ段（新压缩）=13.2cm，故前者的变形速率明显小于后者。沉降量测结果及分析沉降17.7cm停止降水产生的回弹③ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ1）e-lgp曲线可分为平缓段和陡峭段。

8、其中，陡峭段接近直线，定义其斜率为压缩指数compressioni