土力学第五章

1、第五章土的压缩性与地基沉降计算第一节 概述土的压缩性 土颗粒压缩； 孔隙水和孔隙气体的压缩，孔隙气体的溶解； 孔隙水和孔隙气体的排出，土体积减小。土的压缩变形压缩变形量的绝对大小（沉降量）；压缩变形随时间的变化（土体固结）。第二节 研究土压缩性的试验及指标一、室内压缩试验HtopoHpoe1p2pH和e的关系：eHHeH11000于是可得：0001 eHHee1、ep曲线及有关指标：1) 压缩系数a：1221ppaeetg1221peppeeaa土的压缩系数21ap1=100kPa, p2=200kPa2) 压缩模量Es：1/ HHppEs111 eeHH因为：所以：aeeepHHpEs111

2、11/2、回弹曲线和再压缩曲线：3、室内压缩试验elgp曲线及有关指标：1) 压缩指数、回弹指数：121221lglglgppeppeeCc压缩指数2) 前期固结压力： 超固结比OCR：0ppOCRc前期固结压力现有上覆土压力 天然土层固结状态： 超固结状态：OCR1.0, pcp0； 正常固结状态：OCR=1.0, pc=p0； 欠固结状态：OCR1.0, pc0时：0uppu 当tt1时：pu0一、太沙基一维渗流固结理论1、基本假定 土体均质、各向同性、完全饱和； 土颗粒和水均不可压缩； 土层压缩和土中水的渗流只沿竖向发生，是一维的； 土中水的渗流服从达西定律，且渗透系数k保持不变； 土的

3、压缩系数a在固结过程中保持不变； 外荷载是一次瞬时施加的。2、固结方程(1) 连续性条件：dt时间内微元体的排水量的变化等于微元体在dt时间内的 竖向压缩量。dzdxdydtzvdttQdQ根据达西定律：zhkkiv压力水头h是由外荷载产生的孔隙水压力产生：wtzutzh, dt时间内微元体排水量的变化：zukzhkvw所以：可得：dzdxdydtzukdQw22 dt时间内微元体的体积变化为：dzdxdydtteedtteVdttVdVsv111：adde又由：则可得：tate由渗流连续方程dQ=dV，可得：根据有效应力原理：tuatuatate所以有：dzdxdydttueadV11221

4、1zuktueaw2211zuaektuw，则：令wswvkEaekC1122zuCtuv太沙基一维固结微分方程固结系数3、固结方程的解边界条件：0,0, 0zuHzuz(1) 土层单面排水初始条件：zpu 定义：21pp则初始孔压：HzHpHzHppppuz112212方程的解为：HzmemmptzuvTmmm2sin1) 1(214,42112222取第一项，得：HzeptzuvT2sin224,4222vT时间因子，2HtCTvv4、固结度uuUt1固结度：HzHHzHzHzccttdzudzdzdzeadzeaSSU000010111平均固结度：即：HzHtdzudzU001总应力图面积积时刻超孔隙水压力图面总应力图面积有效应力图面积t1tU土层任一时刻固结度Ut的近似值：vTteU432321121取1，即“0”型，起始孔隙水压力分布为矩形，代入上式得：vTteU42281取1，即“1”型，起始孔隙水压力分布为三角形，代入上式得：vTteU432321三、利用沉降观测资料推算后期沉降与时间的关