土力学 教学课件 作者 张春梅 第5章土的压缩性.ppt

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1、第五章土的压缩性及地基变形计算§5.1土的压缩性§5.2地基的最终沉降量§5.3应力历史和土压缩性的关系§5.4地基沉降与时间的关系（墨西哥城）地基的沉降及不均匀沉降意大利比萨斜塔基本概念土的压缩试验和压缩指标土的载荷试验及变形模量土的回弹与再压缩曲线第一节土的压缩性基本概念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

2、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。土的压缩试验和压缩指标土体的变形计算，需要取得土的压缩性指标，可以通过室内侧限压缩试验和现场原位试验得到。室内压缩试验亦称固结试验，是研究土压缩性最基本的方法注意：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。压缩试验中试验结果（孔隙比）的推导e-lgp曲线确定压缩指数e-p曲线确定压缩系数1.压缩系数a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.p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲线△p△e利用单位压力增量所引起得孔隙比改变表

3、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为了便于比较，通常采用压力段由p1=100kPa增加到p2=200kPa时的压缩系数a1-2来评定土的压缩性如下：0.10.5高压缩性中压缩性低压缩性2.土的压缩指数Cc是无量纲系数，同压缩系数一样，压缩指数越大，土的压缩性越高。虽然压缩系数和压缩指数都是反映土的压缩性指标，但两者有所不同。前者随所取的初始压力及压力增量的大小而异，而后者在较高的压力范围内却是常量，不随压力而变。3.土的压缩模量说明：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，土的压缩性愈低土在无侧限条

4、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0～0.5之间土的载荷试验及变形模量（复习）土的回弹与再压缩曲线1.土的卸荷回弹曲线不与原压缩曲线重合，说明土不是完全弹性体，其中有一部分为不能恢复的塑性变形.2.土的再压缩曲线比原压缩曲线斜率要小得多，说明土经过压缩后，卸荷再压缩时，其压缩性明显降低.确定土的弹性模量的方法，一般采用室内三轴压缩试验或单轴压缩无限抗压强度试验得到的应力-应变关系曲线所确定的初始切线模量或相当于现场荷载条件下的再加荷模量。三轴仪中进行的试验，一般重复加荷和卸荷若干次，加、卸荷5～6个

5、循环后，便可在主应力差与轴向应变关系图上测得初始切线模量和再加荷模量。确定的再加荷模量就是符合现场条件下的土的弹性模量。分层总和法规范法考虑不同变形阶段的地基沉降计算方法第二节地基的最终沉降量最终沉降量S∞：t∞时地基最终沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑沉降过程。不可压缩层可压缩层σz=pp1.基本假设地基是均质、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2.单一压缩土层的沉

6、降计算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。分层总和法3.定义：先将地基土分为若干土层，各土层厚度分别为h1,h2,h3,……,hn。计算每层土的压缩量s1,s2,s3,….,sn。然后累计起来，即为总的地基沉降量s。4.计算原理计算自重应力计算基底压力p增加应力地基附加应力由e-p曲线，求e确定基础沉降计算深度一般σz=0.2σcz确定地基分层1.不同土层的分界面与地下水位面为天然层面2.每层厚度hi≤0.4b计算各分层沉降量根据自重应力、附加应力曲线、e-p压缩曲线计算任一分层沉

7、降量软土σz=0.1σcz（若沉降深度范围内存在基岩时，计算至基岩表面为止）计算基础最终沉降量5.计算步骤沉降计算深度zn应该满足当确定沉降计算深度下有软弱土层时，尚应向下继续计算，直至软弱土层中所取规定厚度的计算沉降量也满足上式，若计算深度范围内存在基岩，zn可取至基岩表面为止当无相邻荷载影响，基础宽度在1～30m范围内，基础中点的地基沉降计算深度可以按简化公式计算由《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）提出分层总和法的另一种形式沿用分层总和法的假设，并引入平均附加应力系数和地基沉降计算经验系数附加应力面积深度z范围内的附加应力

8、面积附加应力通式σz=Kp0代入引入平均附加应力系数因此附加应力面积表示为因此规范法zi-1地基沉降计算深度znzi△zzi-1534612b1234