土的压缩性---任务3ppt课件

1、任务3-1 土的压缩性组员:袁媛 刘登元 蔡忠泉 韦立恒 蒋聪一、理论知识 地基土层承受上部建筑物的荷载必然会产生变形，从而引起建筑地基土层承受上部建筑物的荷载必然会产生变形，从而引起建筑物基础沉降。当场地土质坚实时，地基的沉降较小，对工程正常物基础沉降。当场地土质坚实时，地基的沉降较小，对工程正常使用没有影响；但若地基为软弱土层且厚薄不均，或上部结构荷使用没有影响；但若地基为软弱土层且厚薄不均，或上部结构荷载轻重变化悬殊时，地基就不安全。载轻重变化悬殊时，地基就不安全。 地基产生压缩的原因：地基产生压缩的原因： 内因：内因：建筑物荷载作用，这是普遍存在的因素。建筑物荷载作用，这是普遍存在的因

2、素。 地下水位大幅下降，相当于施加大面积荷载。地下水位大幅下降，相当于施加大面积荷载。 施工影响，基槽持力层的结构扰动。施工影响，基槽持力层的结构扰动。 振动影响，产生震沉。振动影响，产生震沉。 温度变化影响，如冬季结冰，春季融化。温度变化影响，如冬季结冰，春季融化。 浸水下沉，如黄土湿陷，镇土下沉。浸水下沉，如黄土湿陷，镇土下沉。 外因：外因：固相矿物本身压缩极小，物理学上有意义，对建筑工固相矿物本身压缩极小，物理学上有意义，对建筑工 程来说没有意义。程来说没有意义。 土中的水、气体的压缩很小，可不计。土中的水、气体的压缩很小，可不计。 地基土的压缩实质是土中孔隙的压缩，土中水与气地基土的压

3、缩实质是土中孔隙的压缩，土中水与气体体 受压后从孔隙中挤出，使土的孔隙减小。受压后从孔隙中挤出，使土的孔隙减小。 土的压缩性是土在压力附加应力或自重应力作用下体积缩小的特性土的固结是土体在压力作用下其压缩量随时间的增长而增长的过程土体的压缩性指标有:压缩系数a、压缩指数Cc、压缩模量Es、变形模量E0。 压缩性指标的测定方法有： 室内试验，侧限条件的固结试验，可测得压缩系数a、压缩指 数Cc、压缩模量Es。 原位测试：现场静荷试验，可测得变形模量E0 1 1、固结试验及压缩性指标、固结试验及压缩性指标侧限压缩试验固结试验）侧限压缩试验固结试验） 侧限：限制土样侧向变形，土样只能发生竖向压侧限：

4、限制土样侧向变形，土样只能发生竖向压缩变缩变 形通过金属环刀来实现）形通过金属环刀来实现） 试验目的：研究测定试样在侧限与轴向排水条件试验目的：研究测定试样在侧限与轴向排水条件下的下的 变形和压力，或孔隙比和压力的关系，变变形和压力，或孔隙比和压力的关系，变 形和时间的关系，以便计算土的各项压形和时间的关系，以便计算土的各项压 缩指标。缩指标。 试验设备：压缩仪固结仪）试验设备：压缩仪固结仪） 试验方法：逐级加压固结，以便测定各级压力Pi作用 下土样压缩稳定后的孔隙比ei。 常规试验中，一般按P=50kPa，100kPa, 200kPa,300kPa,400kPa五级加荷，测定各 级压力下的稳

5、定变形量hi ,然后计算相 应的孔隙比ei )1(000ehheeii1)1(000wsGeGs-土粒比重0-土样的初始含水率0-初始密度h0-土样原始高度利用上式计算各级荷载 作用下，达到稳定孔隙比 ，按各级压力 作用下的孔隙比 ，绘制 ， 曲线，pieipepelgpiei被称为压缩曲线 问题：从压缩曲线来看，是曲线越陡压缩性越高还是曲线越缓压缩性越高？ 答案： 越陡-压缩性越高压缩曲线越缓-压缩性越低曲线可确定土的压缩系数a、压缩模量曲线可确定土的压缩指数CcpepelgEs(2)土的压缩系数、压缩指数、压缩模量压缩系数：压缩系数是土体在侧限条件下，孔隙比减小量与竖直 有效压应力增量的比

6、值，即e-P曲线中某一压力段的割 线斜率，PPeePea1221当压力变化范围不大时，土的压缩曲线可近似用图中的M1M2割线代替。kPa1MPa1 式中：a-压缩系数， 或 -增压前使试样压缩稳定的压力强度，一般指地基中某 深处土中原有的竖向自重应力，MPa -增压后使试样所受的压力强度，一般指地基某深处自 重应力与附加应力之和，MPa ， -增压前后在P1，P2作用下压缩稳定时的孔隙比结论：压缩系数a是表征土的压缩性的重要指标 之一。压力系数越大，表明土的压缩性越大。P1P2e2e1规范 P1=0.1MPa,P2=0.2MPa时用相对应的压缩系数a0.1-0.2来评价土的压缩性 ,为低压缩性

7、土 ，为中压缩性土 ，为高压缩性土2.01.0212.01.0eeaa2 . 01 . 0 MPa5 . 01MPa1 . 01a2 . 01 . 0 MPa1 . 01a2 . 01 . 0 MPa5 . 01压缩指数：要锁指数是土体在侧限条件下孔隙比减小量与竖向有 效压应力常用的对数增量的比值。即 曲线中 某一压力段的直线斜率。把土的 曲线改绘成 半对数压缩曲线 曲线时，它的后段接近直线 ，其斜率Cc为土的压缩指数。pepe lgpe lgppeeppeecc12212221lg/ )(lglg 结论：压缩指数结论：压缩指数CcCc是表征土的压缩性的另一个重要指是表征土的压缩性的另一个重要

8、指 标，标，CcCc值越大，土的压缩性越高。值越大，土的压缩性越高。具体规定：具体规定： Cc Cc0.2,0.2,低压缩性土低压缩性土 0.2 0.2CcCc0.4,0.4,中压缩性土中压缩性土 Cc Cc0.40.4，高压缩性土，高压缩性土土的压缩模量 （侧限压缩模量）： 压缩模量是土在完全侧限条件下的竖向应力增量 （如从 增至 ）与相应的应变增量 的比值kPa或MPa）结论：土的压缩模量也是表征土的压缩性高地的一个指标。由上式 可知， 与a成反比，即a越大， 越大，土的压缩性越高。 同压缩系数a一样，压缩模量 不是常数，在压力小的时候 ，压缩模量 小；在压力的时候，压缩模量 大。 EsP

9、pip2ahPehEs111/EsEsEsEsEs工程上，常采用 作为判别土的压缩性高低的标准Es)2 . 01 . 0(aehEhPs2 .01 .011)2 .01 .0(1/规定：当 4MPa时，属高压缩性土 当 415时，属中压缩性土 当 15MPa时，属低压缩性土Es)2 . 01 . 0(Es)2 . 01 . 0(Es)2 . 01 . 0(（3土的回弹曲线和再压缩曲线土的压缩变形是由弹性变形和残余变形两部分组成的2、现场载荷试验及变形模量（1现场载荷试验 现场荷载试验是在工程现场通过千斤顶逐级对置于地基上的载荷板施加荷载，观测记录沉降随时间的变化以及稳定时的沉降量，将试验得到的

10、各级荷载与相应的稳定沉降量绘制成PS曲线，即获得了地基土载荷试验结果。（2变形模量 变形模量是表示土在侧向自由变形条件下竖向压应力与竖向总应变之比。由现场静载荷试验测定。在P-S曲线中，当荷载P小于某数值时，荷载与载荷板之间基本呈直线关系。在这段直线关系内，可根据弹性理论计算沉降公式反求地基的变形模量式中：直线段的荷载强度，kPa；相应于的载荷板下沉量载荷板的宽度或直径土的泊松比砂土可取0.20.25 沉降影响系数，对刚性载荷板取 =0.88方形板）， =0.79圆形板）E0E0SPbE)1(20（3变形模量与压缩模量的关系EEs0式中： -与土的泊松比 有关的系数，12123、土的应力史 土的应力史是指土层在地质历史发展过程中所形成的先期应力状态以及这个状态对土层强度与变形的影响 （1先期固结压力 土层在历史上曾经承受过的最大的固结压力，称为先期固结压力，用 表示。目前，先期固结压力 通常是根据室内压缩试验获得的 曲线来确定，较简单明了的方法是卡萨格兰德提出