土力学第五章-土的压缩性

1、土体的压缩和固结土体的压缩和固结 土的压缩性土的压缩性： 指土体在外荷载作用下体积减小的性能。 土体压缩的实质土体压缩的实质： 就是排出土体孔隙中的水和气体，引起土体孔隙体积减小。 压缩量压缩量： 指土体从受荷前的初始状态到受荷后的压缩稳定状态之间的体积变化量，也称为变形量。 土的固结土的固结： 指土体的压缩量随时间延长而逐渐增大啊的过程。压缩稳定状态和侧限条件压缩稳定状态和侧限条件 土的压缩稳定状态土的压缩稳定状态： 指土体在压力作用下，压缩变形量达到最大值时的状态。 有侧限条件有侧限条件： 土体侧向受到限制，受压前后的横截面积保持不变，则体积变化量实际上就是由土体厚度的变化引起。 无有侧限

2、条件无有侧限条件： 土体侧向没有限制，土体可以侧向变形，受压后的横截面积发生变化。土的压缩试验土的压缩试验 土的压缩试验是土体在有侧限条件下进行。 方法方法： 试验时，使土体受到4级不同垂直压力作用， 测定土体在各级垂直压力下达到压缩稳定时的变形量， 计算出相应的孔隙比。 不同土体达到压缩稳定的时间不同，粘性土达到压缩稳定至少需要1天时间。压缩曲线压缩曲线 土体压缩试验的结果用压缩曲线表示 压缩曲线压缩曲线： 就是反映孔隙比与垂直压力的关系曲线。 分为两种：e-p曲线和e-lgp曲线。 特性特性： 压缩曲线的陡缓程度反映了土体压缩性的大小。 压缩曲线越陡，土体的压缩性越大； 压缩曲线越缓，土体

3、的压缩性越小。压缩定律压缩定律(e-p(e-p曲线曲线) ) 压缩定律压缩定律： 就是反映压缩曲线的陡缓程度，它实际上就是压缩曲线的斜率。在压力变化并不大时，土体孔隙比的变化与压力的变化成反比。 e-p曲线的斜率就是压缩系数av，随曲线不同点而变化，单位是kPa-1。peppeeav1221压缩定律压缩定律(e-logp(e-logp曲线曲线) ) 土的压缩定律也可用e-lgp曲线的斜率来表示： e-lgp曲线的斜率就是压缩指数，它是一个基本不变的值。 压缩系数和压缩指数的关系：1221loglogppeeCcpaCvc3 . 2土体压缩性判断土体压缩性判断 一般以压力在100200kPa范围

4、内的压缩系数作为划分土体压缩性的标准。 分类分类： 低压缩性土：a1-2510-4 kPa-1100122121eppeea先期固结压力问题先期固结压力问题 先期固结压力先期固结压力： 指土在历史上曾经受到的最大压力，土体在这压力作用下已经达到压缩稳定状态。 现存上覆压力现存上覆压力： 指土体现在所受到的压力。 先期固结压力和现存上覆压力都按土体的自重应力计算。注意地下水位以下用浮容重计算。超固结比及土的分类超固结比及土的分类 超固结比：指土体的先期固结压力与现存上覆压力之比。 土的分类土的分类：超固结土(OCR1) 正常固结土(OCR=1) 欠固结土(OCR1) 超固结土：超固结土：指历史地

5、面高于现在地面， 正常固结土正常固结土：指历史地面就是现在地面， 欠固结土欠固结土：指现在地面高于稳定地面。0ppOCRc先期固结压力的确定先期固结压力的确定 土的先期固结压力可由e-lgp曲线确定。 方法方法： 1）在e-lgp曲线上，找到曲率最大点； 2）过最大点作水平线和切线； 3）作水平线和切线的角平分线； 4）反向延长e-lgp曲线的直线段； 5）直线段与角平分线的交点所对应的压力就是所求的先期固结压力。侧压力系数和侧膨胀系数侧压力系数和侧膨胀系数 侧压力系数侧压力系数K0：指土体在有侧限条件下，水平方向的应力与垂直方向应力之比。 侧膨胀系数侧膨胀系数： 指土体在无侧限条件下，水平方向的应变与垂直方向应变之比。 关系：zyzxK0zyzx10K压缩模量及变形模量压缩模量及变形模量 压缩模量压缩模量Es：指土体在有侧限条件下，垂直方向的应力与垂直方向应变之比。 变形模量变形模量E0：指土体在无侧限条件下，垂直方向的应力与垂直方向应变之比。 关系关系：vzzsaeE11zzE0)121