[學習]東南大學土力學7壓縮性

1、基礎與主線,預備,具體應用,第一章 土的組成第二章 土的物理性質和工程分類,第三章 土的滲透性及滲流,第四章 土中應力,第五、六章 土的壓縮性和地基變形,第七章 土的抗剪強度,滲透特性變形特性強度特性,,,,,,,,第八章 土壓力,第九章 地基承載力,第十章 土坡和地基穩(wěn)定性,土 的 壓 縮 性,土的壓縮變形問題,土的壓縮性與地基變形,,,試驗方法,壓縮性指標,沉降的大小,沉降的過程,土的壓縮性測試方法一維壓縮性及其指標地基

2、的最終沉降量計算飽和土體的固結理論,,,,壓縮性測試,最終沉降量,沉降速率,§5 土的壓縮性,一維壓縮：基本方法 復雜條件：修正,一維固結 三維固結,室內：固結 三軸壓縮室外：荷載試驗 旁壓試驗,§6 地基變形,,,,,,主線、重點：一維問題！,,本章提要 本章特點 學習難點,第五章：土 的 壓 縮 性,土的壓縮性 -測試方法和指標

3、 有較多經(jīng)驗性假設和公式 幾個壓縮性指標的關系 應力歷史及先期固結壓力,§5.1 概述 §5.2 固結試驗及壓縮性指標§5.3 應力歷史對壓縮性的影響§5.4 土的變形模量§5.5 土的彈性模量,第五章：土的壓縮性,墨西哥某宮殿,左部：1709年右部：1622年地基：20多米厚粘土,工 程 實 例,問題：沉降2.2米，且左右兩部分存在明顯的沉降差

4、。左側建筑物于1969年加固,墨西哥城的一幢建筑，可清晰地看見其發(fā)生的沉降及不均勻沉降。該地的土層為深厚的湖相沉積層，土的天然含水量高達 650 ％，液限 500% ，塑性指數(shù) 350 ，孔隙比為 15 ，具有極高的壓縮性。,9,工 程 實 例,工 程 實 例,Kiss,由于沉降相互影響，兩棟相鄰的建筑物上部接觸,10,,新建筑引起原有建筑物開裂,,,,47m,,,,,,39,150,194,199,175,87,沉降曲線(mm),,工

5、 程 實 例,建筑物過長：長高比7.6:1,工 程 實 例,工 程 實 例,§5.1 概述 ? §5.2 固結試驗及壓縮性指標§5.3 應力歷史對壓縮性的影響§5.4 土的變形模量§5.5 土的彈性模量,第五章：土的壓縮性,固結容器：環(huán)刀、護環(huán)、導環(huán)、透水石、加壓上蓋和量表架等 加壓設備：杠桿比例1:10 變形測量設備,1、固結儀（固結儀）,支架,加壓設備,固

6、結容器,,變形測量,,§5.2 固結試驗及壓縮性指標,,,,,水槽,內環(huán),環(huán)刀,透水石,試樣,傳壓板,百分表,施加荷載，靜置至變形穩(wěn)定逐級加大荷載,測定：軸向應力軸向變形時間,試驗結果：,2、試驗方法,,,,P1,s1,e1,e0,,§5.2 固結試驗及壓縮性指標,已知： 試樣初始高度H0 試樣初始孔隙比e0,試驗結果：每級壓力p作用下，試樣的壓縮變形S,§5.2 固結試驗及壓縮性指標,?

7、- p曲線,初始加載Es卸載和重加載Ee,體積壓縮系數(shù)：,單位壓應力變化引起的單位體積的體積變化,,固結（變形）模量kPa ,MPa,§5.2 固結試驗及壓縮性指標,固結試驗,由三相草圖：,可得到e-p關系,,§5.2 固結試驗及壓縮性指標,e-p 曲線,,e,§5.2 固結試驗及壓縮性指標,,,,,,,,,,壓縮系數(shù)，kPa-1，MPa-1,§5.2 固結試驗及壓縮性指標,e-p 曲線,不同

8、土的壓縮系數(shù)不同，a越大，土的壓縮性越大同種土的壓縮系數(shù)a不是常數(shù)，與應力p有關通常用a1-2即應力范圍為100-200 kPa的a值對不同土的壓縮性進行比較,,,,,,,,,,壓縮系數(shù)，kPa-1，MPa-1,,,,,壓縮模量, kPa , MPa,固體顆粒,孔隙,體積壓縮系數(shù)，kPa-1 ，MPa-1,§5.2 固結試驗及壓縮性指標,e-p 曲線,壓縮系數(shù),a1-2常用于比較土的壓縮性大小,§5.2 固結試

9、驗及壓縮性指標,e-p 曲線,壓縮系數(shù),壓縮模量,體積壓縮系數(shù),壓縮指標間的關系,,§5.2 固結試驗及壓縮性指標,e-lgp 曲線,,e,,,,,壓縮指數(shù),Ce,回彈指數(shù)（再壓縮指數(shù)）,Ce << Cc，一般Ce≈0.1-0.2Cc,特點1：有一段較長的直線段,指標：,§5.2 固結試驗及壓縮性指標,,,,特點2：起始狀態(tài)不同，但壓縮曲線最終趨近于同一條直線,,,,,§5.2 固結試驗及壓

10、縮性指標,e-lgp 曲線,,,,e0,,0.42e0,擾動增加,,,,,原狀樣,重塑樣,特點3：擾動越小，壓縮曲線越接近于直線,推斷：原狀土的原位壓縮曲線為直線 原狀土的原位再壓縮曲線也是直線,§5.2 固結試驗及壓縮性指標,e-lgp 曲線,固結試驗指標匯總,§5.2 固結試驗及壓縮性指標,歷史上所經(jīng)受到的最大壓力pc （指有效應力）,p1= ?z：自重壓力pc = p1 ：正常固結土pc &g

11、t; p1 ：超固結土pc < p1 ：欠固結土,OCR=1：正常固結OCR>1：超固結OCR<1：欠固結,,相同p1 時，一般OCR越大，土越密實，壓縮性越小,超固結比：,先期固結壓力,§5.3 應力歷史對壓縮性的影響,,,,,,,,e,,,,p(lg),正常固結土的原位壓縮曲線：直線,正常固結土初始壓縮曲線,,,,,,,,,,,,,§5.3 應力歷史對壓縮性的影響,在先期固結壓力?p附近發(fā)

12、生轉折，據(jù)此可確定?p,先期固結壓力,,AB：沉積過程，到B點應力為?pBC：取樣過程，應力減小，先期固結壓力為?pCD：壓縮試驗曲線，開始段位于再壓縮曲線上，后段趨近原位壓縮曲線,§5.3 應力歷史對壓縮性的影響,在e-lgp曲線上，找出曲率最大點m作水平線m1作m點切線m2作m1,m2 的角分線m3m3與試驗曲線的直線段交于點BB點對應于先期固結壓力?p,先期固結壓力?p的確定,Casagrande 法,&#

13、167;5.3 應力歷史對壓縮性的影響,原位壓縮及原位再壓縮曲線,正常固結土:,超固結土:,? 沉積ab ? 取樣bb?? 室內試驗b?cd,§5.3 應力歷史對壓縮性的影響,原位初始壓縮曲線的推求,基本假定：取樣后不回彈，即土樣取出后孔隙比保持不變，(e0, p1)點位于原狀土初始壓縮或再壓縮曲線上壓縮指數(shù)Cc和回彈指數(shù)Ce為常數(shù)試驗曲線上的0.42e0點不受到擾動影響，未受擾動的原位初始壓縮曲線也應相交于該點,&

14、#167;5.3 應力歷史對壓縮性的影響,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,0.1 1 10 p(100kPa),1.00.80.60.4,e,e0,,0.42e0,擾動增加,,,,,原狀樣,,重塑樣,,不同擾動程度試樣的室內壓縮曲線,

15、7;5.3 應力歷史對壓縮性的影響,正常固結土原位壓縮曲線的推求,對正常固結土先期固結壓力(e0,pc)位于原位壓縮曲線上以0.42e0在壓縮曲線上確定C點通過B、C兩點的直線即為所求的原位壓縮曲線,推定方法,,,,,,,,§5.3 應力歷史對壓縮性的影響,,,,,,超固結土原位再壓縮曲線的推求,確定pc,p1的作用線因為pc>p1,點D(e0,p1)位于再壓縮曲線上過D點作斜率為Ce的直線DB，DB為原位再壓