土力学土的压缩与固结PPT教案

1、土力学土的压缩与固结土力学土的压缩与固结第1页/共103页第2页/共103页第3页/共103页第4页/共103页第5页/共103页第6页/共103页第7页/共103页单向固结仪土样与压力室第8页/共103页000(41)(1)HeeeH lgep第9页/共103页图41 ep 曲线确定压缩系数1. ep曲线及有关指标（1）压缩系数a通常可将常规压缩试验所得的ep 数据采用普通直角坐标绘制成ep 曲线，如图41所示：第10页/共103页1221(42)taneeeappp第11页/共103页第12页/共103页1(43)/sppEHH第13页/共103页图 4-2 侧限条件下土样高度变化与孔隙比

2、变化的关系第14页/共103页121122(44 )111aHHHHeee121111(44 )11eeeHHHbee1111/1seppEH Heea第15页/共103页aaa第16页/共103页第17页/共103页第18页/共103页（a）e-p曲线； （b）e-lgp曲线图 4-3 土的回弹在压缩曲线第19页/共103页第20页/共103页 图44 地基土现场载荷试验图45 地基土现场载荷试验ps曲线第21页/共103页第22页/共103页0sEE20(45)211 2 K1第23页/共103页第24页/共103页第25页/共103页土层在历史上所曾经承受过的最大的、垂直的有效应力，称为

3、前期固结压力，用pc表示。目前对期固结压力pc通常是根据室内压缩试验获得的elgp曲线来确定，较简便明了的方法是 卡萨格兰德卡萨格兰德 1936年提出的经验作图法： 1）在e-lgp曲线拐弯处找出曲率半径最小的点A，过A点作水平线A1和切线A2； 2）作1A2的平分线A3，与elgp曲线直线段的延长线交于B点； 3）B点所对应的有效应力即为前期固结压力。第26页/共103页图图4 46 6 求求pc的的卡萨格兰德经验作图法卡萨格兰德经验作图法 必须指出，采用这种简易的经验作图法，要求取土质量较高，绘制elgp曲线时还应注意选用合适的比例，否则，很难找到曲率半径最小的点A，就不一定能得出可靠的结

4、果。还应结合现场的调查资料综合分析确定。第27页/共103页第28页/共103页第29页/共103页第30页/共103页第31页/共103页布辛奈斯克课题给出了半空间表面作用有一竖向集中力Q时，半空间内任一点M（x，y，z）的竖向位移w（x，y，z），运用到半无限地基中，当z取0时，w（x，y，0）即为地表沉降s： 式中s竖向集中力Q作用下地表任意点沉降； r集中力Q作用点与地表沉降计算点的距离； E弹性模量； 泊松比。22(46)(1)ErQy22Q(1-)s=E x第32页/共103页第33页/共103页第34页/共103页a.地基土分层。成层土的层面（不同土层的压缩性及重度不同）及地下水

5、面（水面上下土的有效重度不同）是当然的分层界面，分层厚度一般不宜大于0.4b（b为基底宽度）。b.计算各分层界面处土自重应力。土自重应力应从天然地面起算。c. 计算基底附加压力p0 基底中心下各分层界面处竖向附加应力z。第35页/共103页第36页/共103页1211(47)s11iiiiiiiieeeHHee1(48)niiss 第37页/共103页图46 分层总和法计算地基最终沉降量 1211s11iiiiiiiieeeHHee11iiiiiiisiapSp HHeE第38页/共103页第39页/共103页第40页/共103页图 4-7 地基土分层及自重应力、附加应力分布第41页/共103

6、页050100200300粘土0.6510.6250.6080.5870.570粉质粘土0.9780.8890.8550.8090.773表4-1 地基土层的e-p曲线数据第42页/共103页第43页/共103页第44页/共103页第45页/共103页第46页/共103页12310.901 0.87280011.811 0.901iiiieesHmme第47页/共103页表4-2 分层总和法计算地基最终沉降 （7）计算基础平均最终沉降量计算基础平均最终沉降量717.76.6 11.89.35.54.73.849.4iisSmm第48页/共103页2. 地基沉降的实用计算方法地基沉降的实用计算方

7、法第49页/共103页01111(49)()nniiiiiiisipsszzE第50页/共103页00ippi-1、1ii、第51页/共103页第52页/共103页0111(410)()nssiiiiisipsszzESSSSSSS硬粘土、密砂一般土软土、松砂？实测计实测计第53页/共103页1(411)0.025nniiss第54页/共103页第55页/共103页SSSSSSS硬粘土、密砂一般土软土、松砂？实测计实测计第56页/共103页第57页/共103页第58页/共103页(412)(2.50.4ln )nzbb第59页/共103页第60页/共103页第61页/共103页欠固结土在自重作

8、用下引起地面沉降第62页/共103页第63页/共103页第64页/共103页第65页/共103页第66页/共103页第67页/共103页第68页/共103页第69页/共103页第70页/共103页iiiciniiipppCeHS1110log1第71页/共103页第72页/共103页第73页/共103页第74页/共103页第75页/共103页(413) u 上式称为饱和土的有效应力公式，加上有效应力在土中的作用，可以进一步表述成如下的有效应力原理： （1）饱和土体内任一平面上受到的总应力等于有效应力加孔隙水压力之和； （2）土的强度的变化和变形只取决于土中有效应力的变化第76页/共103页固结

9、固结：应力转换，排水变形：应力转换，排水变形 饱和土的渗流固结，可借助如图4-23的弹簧活塞模型来说明。在一个盛满水的圆筒中装着一个带有弹簧的活塞，弹簧上下端连接着活塞和筒底，活塞上有许多细小的孔。第77页/共103页第78页/共103页第79页/共103页第80页/共103页/whp第81页/共103页第82页/共103页图 4-8 天然土层的渗透固结第83页/共103页第84页/共103页第85页/共103页第86页/共103页第87页/共103页第88页/共103页第89页/共103页22(414)vuuCtz1(1)svwwkEkeCa第90页/共103页22141( , )exp()sin42zvmmm zu z tTmH第91页/共103页22141( , )exp()sin42zvmmm zu z tTmH（4-15）2vvC tTH第92页/共103页ttU1（4-16）有效应力图面积时刻超孔隙水压力图面积起始超孔隙水压力图面积起始超孔隙水压力图面积第9