第5章土的压缩性讲解.ppt

二、初始(原始)压缩曲线 应力历史对压缩性的影响 * 一般可假定取样过程中试样不发生体积变化，即试样的初始孔隙比e0就是它的原位孔隙比 ； 由e0 和 pc值，在e~logp坐标上定出b点，此即试样在原始压缩的起点； 从纵轴坐标0.42 e0 处作一水平线交室内压缩曲线于c点,连接bc即为所求的原始压缩曲线。 应力历史对压缩性的影响 二、初始(原始)压缩曲线 若pc=p1，则试样是正常固结土，它的原始压缩曲线推求: * 超固结土原始压缩曲线推求: (1) 先作b1点，其横、纵坐标分别为试样的现场自重压力p1 和现场孔隙比 e0； (2) 过b1点作一直线，其斜率等于室内回弹曲线与再压缩曲线的平均斜率，该直线与通过B点垂线(其横坐标相应于先期固结压力值)交于b 点, b1 b就作为原始再压缩曲线。其斜率为回弹指数Ce； (3) 作c点，由室内压缩曲线上孔隙比等0.42 e0处确定； (4) 连接bc直线，即得原始压缩曲线的直线段，取其斜率作为压缩指标Cc。　　 若pc＞ p1 ，则试样是超固结土。由于超固结土前期固结压力pc减至现有有效应力p1期间曾在原位经历了回弹。因此，当超固结土后来由受到外荷引起的附加应力?p时，它开始将沿着原始再压缩曲线压缩。如果?p较大，超过(pc－ p1 )，它才会沿原始压缩曲线压缩。 应力历史对压缩性的影响 二、初始(原始)压缩曲线 * 若pc＜ p1，则试样是欠固结土，由于自重作用下的压缩尚未稳定，实质上属于正常固结土一类，它的现场压缩曲线的推求方法完全与正常固结土一样。 应力历史对压缩性的影响 二、初始(原始)压缩曲线 * §5 土的压缩性 §3 土的渗透性和渗流 * * * 第五章 土的压缩性 土木与建筑工程学院 * 自重应力压缩稳定 附加应力导致地基土体变形 体积变形 形状变形 形状变形主要由剪应力引起，当剪应力超过一定限度时，土体将产生剪切破坏，此时的变形将不断发展。通常在地基中是不允许发生大范围剪切破坏的。 讨论重点 由正应力引起，会使土的体积缩小压密，不会导致土体破坏 * 土的压缩性： 在外力作用下土体积缩小的特性称为土的压缩性。 土体受外力作用发生压缩变形包括三部分： （1）土固体颗粒自身变形； （2）孔隙水的压缩变形； （3）土中水和气从孔隙中被挤出从而使孔隙体积减小。 一般工程土体所受压力为100～600kPa，颗粒的体积变化不及全部土体积变化的1/400，可不予考虑；水的压缩变形也很小，可以忽略。所以，土的压缩变形，主要是由于孔隙体积减小而引起的。因此，土的压缩过程可看成是孔隙体积减小和孔隙水或气体被排出的过程。 * 土的压缩性包含了两方面的内容： （1）最终压缩变形量---引起建筑物的最终沉降量或变形量 （2）压缩变形随时间而变化的过程---土的固结 对于粘性土，其透水性很差，在荷载作用下，土中水和气体只能慢慢地排出。因此，粘性土的固结过程所需的时间比砂土和碎土长得多，有时需十几年或几十年才能完成。 对于透水性较大的砂土和碎石土，在荷载作用下，孔隙中的水很快排出了。因此，其固结过程在很短的时间内就可结束。 * * 适用条件：大面积均布荷载，或 土层不太厚。 试验仪器：压缩仪（固结仪）。 试验过程：如图示。 试验结果：ｅ～ｐ曲线。 0 100 200 300 400 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 e 固结实验及压缩性指标 一、固结试验 * 压缩曲线是室内压缩实验的成果，它是土的孔隙比e与所受压力P的关系曲线。 （5-1）a （5-1）b （5-1）c 式中: e0=ds（1+ω0)(ρw/ρ0)-1 ∵压缩前后Vs、A均不变 ∴有： 固结实验及压缩性指标 一、固结试验 * 压缩系数是表征土压缩性大小的主要指标 固结实验及压缩性指标 二、土的压缩系数和压缩指数 0 200 400 0.6 0.8 1.0 e de dp P 1、压缩系数 压缩系数：曲线上任一点的切线斜率。可表示为： 式中负号表示随着压力p的增加，e逐渐减少。压缩性不同的土，其压缩曲线的形状是不一样的。曲线愈陡，说明随着压力的增加，土孔隙比的减小愈显著，因而土的压缩性愈高。 * 固结实验及压缩性指标 二、土的压缩系数和压缩指数 1、压缩系数 为了实用方便，一般研究土中某点由原来的自重应力p1增加到外荷作用下的土中应力p2 (自重应力与附加应力之和)这一压力间隔所表征的压缩性，土的压缩性可用割线斜率代替，则： 式中：a — 土的压缩系数，MPa-1； p1 — 地基某深度处土中竖向自重应力，MPa； p2 — 地基某深度处土中自重应力与附加应力之和，MPa；