土力學(xué)課件土的壓縮性和地基沉降計算(已修改)
2025-05-31 04:57 本頁面
【正文】 第四章 土的壓縮性和地基沉降計算 主要內(nèi)容 ? 概述 ? 土的壓縮性及壓縮性指標 ? 地基的沉降量計算 ? 應(yīng)力歷史對地基沉降的影響 ? 地基沉降與時間的關(guān)系 ? 地基沉降計算的其他情況 ? 二維、三維滲流固結(jié)課題 ? 地基允許變形值及防止地基有害變形的措施 167。 概 述 如果在地基上修建建筑物，地基土內(nèi)各點不僅要 承受土體本身的自重應(yīng)力 ，而且要 承擔由建筑物通過基礎(chǔ)傳遞給地基的荷載產(chǎn)生的附加應(yīng)力作用 ，這都將導(dǎo)致地基土體的變形。 在附加應(yīng)力作用下，地基土土體變形，從而將引起建筑物沉降。 為什么要研究沉降？ 基礎(chǔ)的沉降量或者各部位的沉降差過大，那么將 影響上部建筑物的正常使用 ，甚至會危及建筑物的安全。 沉降、不均勻沉降 工程實例 問題： 沉降 ，且左右兩部分存在明顯的沉降差。 墨西哥某宮殿 地基： 20多米厚的粘土 概 述 由于沉降相互影響，兩棟相鄰的建筑物上部接觸 沉降、不均勻沉降 工程實例 概 述 長高比過大的建筑物因不均勻沉降墻體產(chǎn)生裂縫 47m 39 150 194 199 175 87 沉降曲線 (mm) 中部沉降大 —— “ 八 ” 字形裂縫 沉降、不均勻沉降 工程實例 概 述 ?在外力作用下，土顆粒重新排列，土體體積縮小的現(xiàn)象稱為壓縮。 ?通常，土粒本身和孔隙水的壓縮量可以忽略不計，在研究土的壓縮時，認為土體壓縮主要是孔隙中體積一部分水和空氣被擠出，封閉氣泡被壓縮。 ?土的壓縮隨時間增長的過程稱為土的固結(jié)。 167。 土的壓縮性及壓縮性指標 ?滲透性較大的土砂土，加荷后，孔隙中的水較快排出，壓縮完成得快；滲透性小的土粘土，加荷后，孔隙中的水緩慢排出，且土顆粒間的力作用使壓縮完成得慢。 土的壓縮性 1 土的壓縮試驗 為了研究土的壓縮特性，通?？稍谠囼炇覂?nèi)進行壓縮（固結(jié)）試驗，從而測定土的壓縮性指標。 室內(nèi)壓縮（固結(jié)）試驗 的主要裝置為側(cè)限壓縮儀（ 固結(jié)儀 ） 。 用這種儀器進行試驗時，由于剛性護環(huán)所限，試樣只能在豎向產(chǎn)生壓縮，而不能產(chǎn)生側(cè)向變形，故稱為 側(cè)限壓縮試驗 。 土的壓縮性及壓縮性指標 側(cè)限壓縮試驗 ? 固結(jié)容器： 環(huán)刀、護環(huán)、導(dǎo)環(huán)、透水石、加壓上蓋和量表架等 ? 加壓設(shè)備： 杠桿比例 1:10 ? 變形測量設(shè)備 側(cè)限壓縮儀（固結(jié)儀） 支架 加壓設(shè)備 固結(jié)容器 變形測量 土的壓縮性及壓縮性指標 ?只在豎直方向上進行壓縮 ?變形是由孔隙體積的減小引起的 00010100010000()111111i s iissvvvvvA H A H SeeeeSHeh h hehheeapapS H m p Heam c oe ff ic ie nt of v olum e c om pre ssi bil it ye? ? ?????? ? ???? ? ??????? ? ? ? ? ? ????土的壓縮性及壓縮性指標 根據(jù)固結(jié)試驗各級荷載 pi相應(yīng)的穩(wěn)定壓縮量 Si， 可求得相應(yīng)孔隙比 ei 建立壓力 p與相應(yīng)的穩(wěn)定孔隙比的關(guān)系曲線，稱為 土的壓縮曲線 。 e?1 e0 固體顆粒 孔隙 i 0 0 i 0e e ( 1 e ) S / H? ? ?How to determine it? 土的壓縮性及壓縮性指標 壓縮性指標 （ 1）壓縮系數(shù) 壓縮曲線反映了土受壓后的壓縮特性。 土的 壓縮系數(shù) 是指土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與有效應(yīng)力增量的比值，即 e－ p曲線某范圍的割線斜率。 pea ???? /39。??e?0 100 200 300 400 e p? (kPa) 單位： Mpa1 土的壓縮性及壓縮性指標 圖中所示為 、 ，稱為 a12， 常用來 衡量土的壓縮性高低。 39。??e?0 100 200 300 400 e p? (kPa) 土的類別 a12 (MPa1) 高壓縮性土 中壓縮性土 [,) 低壓縮性土 《 土工試驗方法標準》 ?土的壓縮性及壓縮性指標 土的固結(jié)試驗的結(jié)果也可以繪在半對數(shù)坐標上，即坐標橫軸 p用對數(shù) 坐標，而縱軸 e用普通坐標，由此得到的壓縮曲線稱為 e~lgp曲線 。 在較高的壓力范圍內(nèi)， e~lgp曲線近似地為一直線，可用直線的斜率 —— 壓縮指數(shù) Cc來表示土的壓縮性高低，即 式中， e1， e2分別為 p1， p2所對應(yīng)的孔隙比。 122211l g l g lgcee eCpppp? ?????（ 2）壓縮指數(shù) 土的壓縮性及壓縮性指標 壓縮系數(shù) 和 壓縮指數(shù)區(qū)別 :前者 隨所取的初始壓力及壓力增量的大小而異 ，而后者 在較高的壓力范圍內(nèi)是常數(shù) 。 （ 3）土的壓縮模量 是指土體在 側(cè)限條件下 的豎向附加應(yīng)力與相應(yīng)的豎向應(yīng)變之比： HSpE/s??aeeepE 11s1)1/(??????e?1 e1 固體顆粒 孔隙 土的體積壓縮系數(shù) mv定義為土體在單位應(yīng)力作用下體積應(yīng)變 ,它與土的壓縮模量互為倒數(shù)。 1sv 11eaEm ???土的壓縮性及壓縮性指標 現(xiàn)場荷載試驗 教材 117 167。 土的荷載試驗及變形模量 土的壓縮性及壓縮性指標 土的壓縮性及壓縮性指標 土的側(cè)壓力系數(shù)及變形模量 土的側(cè)壓力系數(shù) ， K0， 是指側(cè)限條件下土中側(cè)向應(yīng)力與豎向應(yīng)力之比。 zyzxK???? ??0土的變形模量 ， E0， 是土體在無側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值。 相當于理想彈性體的彈性模量，但是由于土體不是理想彈性體 ,故稱為變形模量。 E0的大小反映了土體抵抗彈塑性變形的能力。 前面定義側(cè)限條件下的壓縮模量 Es， 與之有如下關(guān)系： K0與泊松比有如下關(guān)系： ???? 10K 001 KK???zx K ?? 0???????????? ??121 2sEE ???????????020121KKEEs土的壓縮性及壓縮性指標 ss EkkEorEE ???????? )121()121(0202??zzsE ?????????????????????????????????????????12112
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