《土力学》第5章土的压缩性

1、第5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5.1 概述基础的沉降是指荷载引起的基础下沉。主要是由正应力引起的体积变形。原因：内因土的压缩性；外因土中应力的变化。沉降计算目的：将结构物可能产生的沉降量控制在规定的允许范围之内。5.1 概述土的压缩性是指土体在压力作用下体积缩小的特性。原因：土粒本身和孔隙中水的压缩变形；孔隙气体的压缩变形；孔隙中水和气体部分向外排出，孔隙体积减少。饱和土的体积在压力作用下随着土中水体积排出而减少的全过程称为土的固结。也称渗透固结。室外试验室内试验压缩性测试侧限压缩三轴压缩荷载试验旁压试验压缩性测试室

2、内试验室外试验侧限压缩、三轴压缩等载荷试验、旁压试验等载荷试验旁压试验侧限压缩固结仪5.2 固结试验及压缩性指标一、侧限压缩试验（固结试验）1、仪器：侧限压缩仪 (固结仪) 固结容器：环刀、护环、导环、透水石、加压上盖和量表架等 加压设备：杠杆比例1:10 变形测量设备支架加压设备固结容器变形测量内环透水石试样传压板百分表2.方法测定：轴向应力 轴向变形*施加荷载， 静置至变形稳定*逐级加大荷载3. 计算各级压力作用下相应的孔隙比假定：受压前后土粒体积不变、土样横截面面积不变。01002003004000.60.70.80.91.0e绘制压缩曲线 ep曲线e lgp曲线e p曲线epe0e0二

3、、土的压缩性指标1. 压缩系数1. 压缩系数单位：kPa-1 或MPa-1压缩系数越大，曲线越陡，土的压缩性越高。注意：压缩系数不是一个常数。为了便于比较，通常采用100kPa和200kPa范围的压缩系数a1-2来评定土的压缩性。中压缩性高压缩性低压缩性0.50.1a1-2(MPa-1)01002003004000.60.70.80.91.0e2. 压缩指数Cc愈大，曲线愈陡，土的压缩性越高。 3. 压缩模量定义：土体在侧限条件下的竖向应力与竖向应变的比值。 KPa MPa土的压缩模量越大，土的压缩性越低。 三、土的回弹曲线和再压缩曲线epe0压缩曲线卸荷回弹曲线再加荷曲线残余变形弹性变形pi

4、ep(lg)e0p1压缩曲线回弹曲线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pc p1 ，OCR1 超固结土pc p1 ，OCR pc、 正常固结土 超固结土 欠固结土5.4 土的变形模量5.4.1 现场载荷试验1. 浅层平板载荷试验加载稳压装置反力装置观测装置堆载法荷载试验锚杆法荷载试验锚杆法荷载试验（1）直线变形阶段 p-s呈线性关系 p0比例界限压力（2）局部剪切（塑性）变形阶段 p-s关系为曲线，斜率逐渐变大 pu极限压力（3）破坏阶段 当荷载大于极限压力pu，即使荷载维持不变，沉降也会持续发展或急剧增大，始终达不到稳定标准。 1 载荷试验

5、典型的平板载荷试验p-s曲线 2. 变形模量 PS曲线： oa段：直线变形阶段 变形模量E0：OPSP1Puabc注：1） 变形模量是指无侧限情况下的应力增量与应变增量的比值，它与压缩模量不同; 2） 深层土的变形模量测定.式中，刚性承压板系数，圆形板取0.785; 方板取0.886。5.4.2 变形模量与压缩模量的关系变形模量 E0压缩模量Es二者：基本意义一样，但受力状态不同模量名称定义表达式竖向应变增量试验条件工程应用备注压缩模量Es弹性应变+塑性应变有侧限分层总和法或规范推荐法计算地基最终沉降量一次加荷条件下，假定是线弹性材料的土体变形计算变形模量E0弹性应变+塑性应变无侧限弹性理论方法计算地