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正文內(nèi)容

土力學(xué)課件土的壓縮性和地基沉降計(jì)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(jì)算 主要內(nèi)容 ? 概述 ? 土的壓縮性及壓縮性指標(biāo) ? 地基的沉降量計(jì)算 ? 應(yīng)力歷史對地基沉降的影響 ? 地基沉降與時(shí)間的關(guān)系 ? 地基沉降計(jì)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(diǎn)不僅要 承受土體本身的自重應(yīng)力 ,而且要 承擔(dān)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?xí)<敖ㄖ锏陌踩? 沉降、不均勻沉降 工程實(shí)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(shí)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(shí)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(jì),在研究土的壓縮時(shí),認(rèn)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(shí)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(biāo) ?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(yàn) 為了研究土的壓縮特性,通常可在試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行壓縮(固結(jié))試驗(yàn),從而測定土的壓縮性指標(biāo)。 室內(nèi)壓縮(固結(jié))試驗(yàn) 的主要裝置為側(cè)限壓縮儀( 固結(jié)儀 ) 。 用這種儀器進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),由于剛性護(hù)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(yàn) 。 土的壓縮性及壓縮性指標(biāo) 側(cè)限壓縮試驗(yàn) ? 固結(jié)容器: 環(huán)刀、護(hù)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(biāo) ?只在豎直方向上進(jìn)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(biāo) 根據(jù)固結(jié)試驗(yàn)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(biāo) 壓縮性指標(biāo) ( 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(biāo) 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(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》 ?土的壓縮性及壓縮性指標(biāo) 土的固結(jié)試驗(yàn)的結(jié)果也可以繪在半對數(shù)坐標(biāo)上,即坐標(biāo)橫軸 p用對數(shù) 坐標(biāo),而縱軸 e用普通坐標(biāo),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(biāo) 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(biāo) 現(xiàn)場荷載試驗(yàn) 教材 117 167。 土的荷載試驗(yàn)及變形模量 土的壓縮性及壓縮性指標(biāo) 土的壓縮性及壓縮性指標(biāo) 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(dāng)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(biāo) ss EkkEorEE ???????? )121()121(0202??zzsE ?????????????????????????????????????????12112
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