学习东南大学土力学7压缩性

基础与主线预备具体应用第一章土的组成第二章土的物理性质和工程分类第三章土的渗透性及渗流第四章土中应力第五、六章土的压缩性和地基变形第七章土的抗剪强度渗透特性变形特性强度特性第八章土压力第九章地基承载力第十章土坡和地基稳定性土的压缩性土的压缩变形问题土的压缩性与地基变形试验方法压缩性指标沉降的大小沉降的过程土的压缩性测试方法一维压缩性及其指标地基的最终沉降量计算饱和土体的固结理论压缩性测试最终沉降量沉降速率§5土的压缩性一维压缩：基本方法复杂条件：修正一维固结三维固结室内：固结

三轴压缩室外：荷载试验

旁压试验§6地基变形主线、重点：一维问题！本章提要本章特点学习难点第五章：土的压缩性土的压缩性-测试方法和指标

有较多经验性假设和公式几个压缩性指标的关系应力历史及先期固结压力§5.1概述

§5.2固结试验及压缩性指标§5.3应力历史对压缩性的影响§5.4土的变形模量§5.5土的弹性模量第五章：土的压缩性墨西哥某宫殿左部：1709年

右部：1622年

地基：20多米厚粘土工程实例问题：沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。左侧建筑物于1969年加固墨西哥城的一幢建筑，可清晰地看见其发生的沉降及不均匀沉降。该地的土层为深厚的湖相沉积层，土的天然含水量高达650％，液限500%，塑性指数350，孔隙比为15，具有极高的压缩性。9工程实例工程实例Kiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触10新建筑引起原有建筑物开裂47m3915019419917587沉降曲线(mm)工程实例建筑物过长：长高比7.6:1工程实例工程实例§5.1概述

§5.2固结试验及压缩性指标§5.3应力历史对压缩性的影响§5.4土的变形模量§5.5土的弹性模量第五章：土的压缩性

固结容器：环刀、护环、导环、透水石、加压上盖和量表架等

加压设备：杠杆比例1:10

变形测量设备1、固结仪（固结仪）支架加压设备固结容器变形测量§5.2固结试验及压缩性指标水槽内环环刀透水石试样传压板百分表施加荷载，静置至变形稳定逐级加大荷载测定：轴向应力轴向变形时间试验结果：2、试验方法P1s1e1e0PtestP2s2e2P3s3e3§5.2固结试验及压缩性指标百分表试样环刀P1S1e1e0ptestP2S2e2P3S3e3已知：试样初始高度H0试样初始孔隙比e0试验结果：每级压力p作用下，试样的压缩变形S§5.2固结试验及压缩性指标-p曲线初始加载Es卸载和重加载EeP1s1e1e0ptestP2s2e2P3s3e31Es1Eep(kPa)

=s/H0体积压缩系数：单位压应力变化引起的单位体积的体积变化固结（变形）模量

kPa,MPa§5.2固结试验及压缩性指标1e0

e孔隙固体颗粒H0Se固结试验由三相草图：可得到e-p关系§5.2固结试验及压缩性指标e-p

曲线01002003004000.60.70.80.91.0eP1s1e1e0PtestP2s2e2P3s3e3§5.2固结试验及压缩性指标01002003004000.60.70.80.91.0e压缩系数，kPa-1，MPa-1§5.2固结试验及压缩性指标e-p

曲线不同土的压缩系数不同，a越大，土的压缩性越大同种土的压缩系数a不是常数，与应力p有关通常用a1-2即应力范围为100-200kPa的a值对不同土的压缩性进行比较01002003004000.60.70.80.91.0e压缩系数，kPa-1，MPa-11e0压缩模量,kPa,MPa固体颗粒孔隙体积压缩系数，kPa-1，MPa-1§5.2固结试验及压缩性指标e-p

曲线01002003004000.60.70.80.91.0e压缩系数a1-2常用于比较土的压缩性大小土的类别a1-2(MPa-1)高压缩性土>0.5中压缩性土0.1-0.5低压缩性土<0.1§5.2固结试验及压缩性指标e-p

曲线压缩系数压缩模量体积压缩系数压缩指标间的关系1e0

e孔隙固体颗粒e§5.2固结试验及压缩性指标e-lgp

曲线10010000.60.70.80.9eCc11Ce压缩指数Ce回弹指数（再压缩指数）Ce

<<Cc，一般Ce≈0.1-0.2Cc

特点1：有一段较长的直线段指标：§5.2固结试验及压缩性指标e特点2：起始状态不同，但压缩曲线最终趋近于同一条直线§5.2固结试验及压缩性指标e-lgp

曲线0.1110p(100kPa)1.00.80.60.4ee00.42e0扰动增加原状样重塑样特点3：扰动越小，压缩曲线越接近于直线推断：原状土的原位压缩曲线为直线原状土的原位再压缩曲线也是直线§5.2固结试验及压缩性指标e-lgp

曲线指标名称定义曲线Es固结模量

p/

-p曲线mv体积压缩系数

/pa压缩系数-

e/pe-p曲线Cc压缩指数-

e/(lgp)e-lg(p)曲线Ce回弹指数-

e/(lgp)固结试验指标汇总§5.2固结试验及压缩性指标历史上所经受到的最大压力pc

（指有效应力）p1=z：自重压力pc=p1

：正常固结土pc>p1

：超固结土pc<p1

：欠固结土OCR=1：正常固结OCR>1：超固结OCR<1：欠固结相同p1

时，一般OCR越大，土越密实，压缩性越小超固结比：先期固结压力§5.3应力历史对压缩性的影响ep(lg)正常固结土的原位压缩曲线：直线正常固结土初始压缩曲线§5.3应力历史对压缩性的影响ep(lg)在先期固结压力

p附近发生转折，据此可确定p先期固结压力BACDpcAB：沉积过程，到B点应力为

pBC：取样过程，应力减小，先期固结压力为

pCD：压缩试验曲线，开始段位于再压缩曲线上，后段趋近原位压缩曲线原位压缩曲线沉积过程取样过程压缩试验§5.3应力历史对压缩性的影响ep(lg)CD在e-lgp曲线上，找出曲率最大点m作水平线m1作m点切线m2作m1,m2的角分线m3m3与试验曲线的直线段交于点BB点对应于先期固结压力

pmrmin123pc先期固结压力

p的确定Casagrande法AB§5.3应力历史对压缩性的影响原位压缩及原位再压缩曲线水位上升土层剥蚀冰川融化引起卸载，使土处于

回弹状态正常固结土:超固结土:原状土的原位压缩曲线：客观存在的，无法直接得到？

沉积ab

取样bb

室内试验bcdep(lg)d

原状土的原位再压缩曲线：客观存在的，无法直接得到？§5.3应力历史对压缩性的影响原位初始压缩曲线的推求基本假定：取样后不回弹，即土样取出后孔隙比保持不变，(e0,p1)点位于原状土初始压缩或再压缩曲线上压缩指数Cc和回弹指数Ce为常数试验曲线上的0.42e0点不受到扰动影响，未受扰动的原位初始压缩曲线也应相交于该点§5.3应力历史对压缩性的影响0.1110p(100kPa)1.00.80.60.4ee00.42e0扰动增加原状样重塑样不同扰动程度试样的室内压缩曲线§5.3应力历史对压缩性的影响p(lg)正常固结土原位压缩曲线的推求对正常固结土先期固结压力(e0,pc)位于原位压缩曲线上以0.42e0在压缩曲线上确定C点通过B、C两点的直线即为所求的原位压缩曲线推定方法原位压缩曲线§5.3应力历史对压缩性的影响p(lg)超固结土原位再压缩曲线的推求确定pc,p1的作用线因为pc>p1,点D(e0,p1)位于再压缩曲线上过D点作斜率为Ce