《土的压缩性》PPT课件.ppt

第五章 土的压缩性,5.1 概 述,5.2 固结试验及压缩性指标,5.3 应力历史对压缩性的影响,5.4 土的变形模量,5.5 土的弹性模量,土的压缩性,土体在压力作用下体积缩小的特性。在一般压力下，土体被压缩可认为是土中孔隙体积缩小，即土中水和土中气被排除、土颗粒重新排列互相挤密的结果。,土的固结,土体压缩随时间增长的全过程,土的压缩性指标,压缩指数,体积压缩系数,变形模量,压缩系数,弹性模量,土的压缩性指标测定方法,室内试验,原位测试,侧限压缩试验(K0试验）,三轴试验,静荷载试验,旁压试验,标贯试验,静（或动）力触探试验,压缩模量,5.1 概 述,5.2.1. 固结试验 和压缩性指标,（一）侧限压缩试验,1 试验方法,2 求孔隙比e,pi,H0,Hi,Hi,H0,Hi,pi,Hi,5.2 固结试验及压缩性指标,p=pi 时，,推导:,设Vs=1,VV=e0,Vs=1,H0,H,Hi,VV=ei,Vs=1,侧限压缩试验,压缩前后截面不变,设土样初始孔隙比为e0,土样孔隙比为ei,pi,1、e p曲线,e,p,软粘土,密实砂土,e0,e0,2、e logp曲线,e,p(log),软粘土,密实砂土,e0,e0,10,100,1000,绘制压缩曲线,低压固结仪,高压固结仪,中压压固结仪,压缩系数a,e,p,e0,M1,e1,p1,M2,e2,p2,压缩系数：土体在侧限条件下孔隙比减少量与有效压应力增量的比值。,压缩指数Cc,压缩指数：土体在侧限条件下孔隙比减少量与有效压应力常用对数增量的比值。,e,P(log),e1,e2,p1,p2,1,Cc,e0,5.2.2 土的压缩系数和压缩指数,为低压缩性土,为中压缩性土,为高压缩性土,压缩模量（侧限模量）Es：侧限条件下，竖向附加压应力与竖向应变的比值,H1,H2,p1,Vs=1,Vv0=e1,Vs=1,Vv=e2,p2,H0,H,s,5.2.3 土的压缩模量和体积压缩系数,体积压缩系数mv：单位压应力引起的体积变化,（四）土的回弹曲线和再压缩曲线,e,p,e0,压缩曲线,卸荷回弹曲线,再加荷曲线,残余变形,弹性变形,pi,e,p(log),e0,p1,压缩曲线,回弹曲线,再压缩曲线,5.2.4 回弹曲线与再压缩曲线,现在地面,h,正常固结土pc=p1,现在地面,h,超固结土pcp1,现在地面,h,欠固结土pcp1,hc,剥蚀前地面,hc,5.3.1 沉积土（层） 的应力历史,超固结比（OCR）,OCR=1,OCR1,OCR1,先期固结压力,现有覆盖土重,5.3 应力历史对压缩性的影响,确定前期固结压力方法（做图法）,e,p(log),pc,a,水平线,切线,角平分线线,b,e -logp 曲线直线段延长线,正常固结土,超固结土,欠固结土,Cassagrande，1936,曲率半径最小,要求：取土质量高，高压固结试验，进行高压固结试验并精确绘制压缩曲线图。,5.3.2 现场原始压缩曲线及压缩性指标,p(lg),A,1,3,2,B,前期固结应力Pc,e0,e,D,0.42e0,C,现场压缩曲线,正常固结土,A,1,3,2,B,前期固结应力Pc,E,F,e,e0,0.42e0,C,D,D,p0,p(lg),现场压缩曲线,现场再压缩曲线,超固结土,5.4.1 浅层平板载荷试验及变形模量,承压板有足够刚度，面积不应小于0.25m2,软土不应小于0.5m2,基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍。,5.4 土的变形模量,载荷试验一般适合于在浅土层进行。优点是压力的影响深度可达1.5一2b（b为压板边长），因而试验成果能反映较大一部分土体的压缩性；比钻孔取样在室内试验所受到的扰动要小得多；土中应力状态在承压板较大时与实际基础情况比较接近。缺点：试验工作量大，费时。对层状土需进行深层土的载荷试验。,构造：加荷稳压装置、反力装置、观测装置。,变形模量E0：土体在无侧限条件下的应力与应变比值,由前面介绍的布辛奈斯克公式得,p(kPa),S(mm),100,200,300,400,10,20,30,0,40,s1,p1 比例界限荷载,s1 与比例界限荷载对应的沉降, 刚性板沉降影响系数,b 方形载荷板宽度,p1,方形板：,圆形板：,d 圆形载荷板直径,5.4.2 深层平板载荷试验及变形模量,深层平板载荷试验适用于埋深不小于3米的地基土层或大直径桩桩端土层，采用直径0.8m的刚性板，紧靠承压板外侧的土层高度不小于0.8m。,I1 与承压板埋深有关的修正系数,I2 与土的泊松比有关的修正系数,5.4.3 旁压试验及变形模量,由弹性力学,由侧限条件,得,由压缩模量定义,(3)代入(2)得,比较(1),(4)得,5.4.4 变形模量与压缩模量的关系,土的弹性模量E(用于计算瞬时沉降和动荷载作用）：土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。 土为非理想弹性体，变形由可恢复的和不可恢复的变形两部分组成，故一般情况下，虽