土质学与土力学 第五六七章

1、2021年11月17日 第第5 5章章 土的压缩性与地基沉降计算土的压缩性与地基沉降计算 5.15.1 概述概述 . .土在受压时体积减小的特性叫土的压缩性；土在受压时体积减小的特性叫土的压缩性； . .土粒和土中水不能压缩，土的压缩性是指孔隙体积的压缩；土粒和土中水不能压缩，土的压缩性是指孔隙体积的压缩； . .土的压缩性由压缩性指标反映，一般通过试验测定土的压缩性指标。土的压缩性由压缩性指标反映，一般通过试验测定土的压缩性指标。 5.2 5.2 土的压缩性试验及指标土的压缩性试验及指标 一、室内压缩试验及压缩曲线一、室内压缩试验及压缩曲线 室内室内侧限压缩试验侧限压缩试验采用分级加荷采用分

2、级加荷 ，测读各级荷载作用，测读各级荷载作用下土样的稳定压缩变形量下土样的稳定压缩变形量 。 根据根据 ：)1 (110000000eHHeeeeeeeHHVViiiii线应变：体应变1iHip1sV0e0HipieieiiieeeH00eVv曲线或得、由pepepeiilg2021年11月17日 . .土的压缩系数和压缩指数土的压缩系数和压缩指数 压缩系数压缩系数 工程中常用工程中常用 的压缩的压缩系数系数 评价土的压缩性：评价土的压缩性： 压缩指数压缩指数 . .土的压缩模量土的压缩模量 当现有压力当现有压力 增大至增大至 时，相应的压缩模量为：时，相应的压缩模量为： . .土的回弹曲线和

3、再压缩曲线土的回弹曲线和再压缩曲线 土样在某级压力土样在某级压力 下逐级卸荷，可测得回弹下逐级卸荷，可测得回弹曲线。并可继续加荷得到再压缩曲线。在回弹曲线曲线。并可继续加荷得到再压缩曲线。在回弹曲线上可定义出上可定义出回弹系数回弹系数、回弹指数回弹指数、回弹模量回弹模量。1221tanppeepea：高压缩性土。：中压缩性土；：低压缩性土；1211211215 . 05 . 01 . 01 . 0aaaMPaMPaMPaakP20010021a1pipaeeeepppEs1121121112211221lglglgppeeppeeCc2p2021年11月17日 二、现场载荷试验及变形模量二、现

4、场载荷试验及变形模量 现场载荷试验也采用分级加荷现场载荷试验也采用分级加荷 ，测读各级荷载作用，测读各级荷载作用下地基土的稳定压缩变形量下地基土的稳定压缩变形量 。整理试验结果可得载荷试。整理试验结果可得载荷试验结果验结果 曲线。曲线。 当压力较小时，当压力较小时， 曲线近似成比例变化，可按弹性曲线近似成比例变化，可按弹性力学公式反求地基的变形模量：力学公式反求地基的变形模量： 根据理论推导，压缩模量与变形模量有如下关系：根据理论推导，压缩模量与变形模量有如下关系： 理论上理论上 值小于值小于1 1，但实际上许多土的，但实际上许多土的 大于大于1 1，见表，见表5-25-2。三、应力历史对压缩

5、性的影响、应力历史对压缩性的影响、沉积土层的应力历史、沉积土层的应力历史 先期固结压力先期固结压力 的定义：天然土层的定义：天然土层在历史上经受过的最大固结压力（最大在历史上经受过的最大固结压力（最大竖向有效应力）称为竖向有效应力）称为先期固结压力先期固结压力。 根据应力历史土层可分为三种类型：根据应力历史土层可分为三种类型：正常固结土正常固结土在历史上所经受过的先期在历史上所经受过的先期固结压力等于现有覆盖土重；固结压力等于现有覆盖土重；超固结土超固结土历史上曾经受过大于现有覆历史上曾经受过大于现有覆盖土重的先期固结压力盖土重的先期固结压力, ,超固结土压缩性小超固结土压缩性小; ;欠固结土

6、欠固结土其先期固结压力小于现有覆其先期固结压力小于现有覆盖土重，盖土重，欠固结土压缩性大欠固结土压缩性大。 通常将先期固结压力与现有覆盖土重之比定义为通常将先期固结压力与现有覆盖土重之比定义为超固结比超固结比：issp ssEEE12120ipcpspbE)1(20sp 1/ ppOCRc欠固结土超固结土正常固结土:1:1:1OCR2021年11月17日、由原始压缩曲线确定土的压缩性指标、由原始压缩曲线确定土的压缩性指标 a a 前期固结压力的确定前期固结压力的确定 b b 原始压缩曲线与室内压缩曲线的关系原始压缩曲线与室内压缩曲线的关系正常固结土：超固结土：正常固结土：超固结土：1221lg

7、ppeeCc压缩指数：121lgppeeCce回弹指数：2021年11月17日 5.3 地基沉降实用计算方法地基沉降实用计算方法rEQyxwS02)1 ()0 ,(00200020020112)2/(14bpEbpEpbEScc0022/1220021)(1bpEyxdxdypEScAc0021bpESmmHeaHEHeeeHSzsz112111)(mc,02021年11月17日211czicziip25 . 23mczz2 . 0niiiiheees112112112ziziiippbhi4 . 0iieepe21e3/18mkNkNN88575. 0050100200)(akPp70. 0

8、65. 060. 0N0pip1ihzip1zi1cziczizi00ii2021年11月17日 SSs实测niinnnnsnnSzzEpS1110025.0)(总沉降：niiiiiisisiiisiiiSSzzEpEAAEAS11101)()(11101iiiinisisniisszzEpSSSzEpEzEAdzEdzSsszszzsz0001应力面积均质地基分层地基0pc0pcAiA1iA2021年11月17日iiiciniiiiniicpppCehhS11111lg1121121lg111ppCeeeec1lgppCececmcncSSS1221lgppeeCc1pppcicicpppC

9、e1lg ciiicicieiniiiniiiiicnpppCppCehhhS11111lglg1 1pppciiiieimiiicmpppCehS1111lg1ciiiciniiicpppCehS111lg12021年11月17日5.4 饱和黏性土地基沉降与饱和黏性土地基沉降与 时间的关系时间的关系) (),(),(0tSztztfuCt、000uCtutzz，u)( 为活塞面积AA圆筒带孔活塞水弹簧2021年11月17日dxdyzhkkiAqdxdydzzhzhkq22 dxdydzzhkqqq22 dxdydzeettVVw1Vqteezhk1122aduadadpde22221zuzh

10、wtuzuaekw22)1(竖向固结系数。其中vvctuzuc:22vTmmmztzeHzmmu41,222sin14竖向固结时间因数。式中2HtCTvv2021年11月17日vTmmmztzeHzmmu4.3,1,222sin14vzTU4exp8122时%30zUczctSUS1252查表HtCTvvaekCwv)1 ( 成的程度。地基固结变形完(%)cctzSSU scES总应力面积sctES有效应力面积HzHtzzdzdzuU0,总应力面积积总应力面积水压力面总应力面积有效应力面积vmmzTmmU4exp18122.3, 122vvCHTt22021年11月17日scdSSSS公式计算

11、；按弹性力学瞬时沉降，式中dS按固结理论计算；固结沉降，cS按次固结系数计算。变引起，次固结沉降，土骨架徐sS110lg1ttCehSiniiis段直线斜率；半对数图后次固结系数，式中C2021年11月17日 第第6 6章章 土的抗剪强度土的抗剪强度(1)(1)定义：土体抵抗剪切破坏的极限能力称为定义：土体抵抗剪切破坏的极限能力称为土的抗剪强度土的抗剪强度。(2)(2)在工程中不仅加载能引起土体剪切破坏，卸载也能引起土体剪切破坏。在工程中不仅加载能引起土体剪切破坏，卸载也能引起土体剪切破坏。(3)(3)土体中土体中法向应力法向应力偏差偏差的增大是引起土体剪切破坏的主要原因。例如：滑的增大是引起

12、土体剪切破坏的主要原因。例如：滑坡、地基破坏等都是由于竖向应力与水平应力偏差过大所致。坡、地基破坏等都是由于竖向应力与水平应力偏差过大所致。tantancfftan cftanfkPac土的粘聚力，土的内摩擦角，度kPac 土的有效粘聚力，度土的有效内摩擦角，kPa应力，破坏面上的有效法向2021年11月17日 6.3 6.3土的抗剪强度指标试验方法及应用土的抗剪强度指标试验方法及应用245tan2245tan245tan2245tan213231cc快剪、固结快剪、慢剪操作简便；差；剪切面逐渐减小引起误剪切面上应力复杂；剪切面受限制；)3()2()(水压力；水条件，不能量测孔隙试验中不能严格

13、控制排)4(整理得：中有：在)cot2(2sin3131cARD245其中：2021年11月17日2uufqcHvHvDHDDDDDHM32261213422fvH322DHDMf）不固结不排水试验（UU) 1 (）固结不排水试验（CU)2(）固结排水试验（ CD)3(2021年11月17日31313ABuuu33Bu)(311ABu10:; 0; 1BBB非饱和土干土：完全饱和土：tan)(ucf)(313ABu313Au311Auu0u一般加载应力状态应力状态偏应力状态原先有效应力状态球131300uuuuuu31313ABuuu2021年11月17日 3cotc231 c apq1231

14、ODRBAtancf应力路径强度包线fKtansin arcsintancottancacosac aqp，其中：223131qp正常固结，超固结2021年11月17日第第7 7章章 土压力计算土压力计算7.1 概概 述述 7.2 静止土压力计算静止土压力计算)(),/(00kPamkNEpaEEE0zK0002021KHE)(),/(kPamkNEaa)(),/(kPamkNEppzKKpczcx00002021KHEsin10K2021年11月17日7.3 朗金土压力理论朗金土压力理论pppKczKcz2245tan2245tan2pppKcHKHE2212)(2(210zHKcHKEaaaaKcz20aaaKczKcz2245tan2245tan22021年11月17日 7.47.4 库仑土压力理论库仑土压力理论90)sin()sin(cos)sin()cos()cos(21)sin()sin(22HWEsinsin 180EWaaKHHE2222221)cos()