压缩模量和弹性模量变形模量关系的精确分析

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百思论坛?CAE 软件?FLAC3D & FLAC2D?土的弹性模量E与压缩模量Es 有什么换算关系?
2007-9-20 14:42 yuangg
土的弹性模量E与压缩模量Es 有什么换算关系?
如今知道压缩模量,想换算成弹性模量,请大侠指点
2007-9-21 08:47 liujiataoo
数值模拟中一般用Eo,E(50),达到峰值应力(应变)50%时的割线模量。

<br />Es(勘查报告中提供),有侧限,E=2.0~5.0Es(看别人这么弄的)。

具体请查阅资料
2007-9-21 10:07 yashpi
Eo应该是变形模量,E是弹性模量,Es是压缩模量,弹性模量与压缩模量应该有上百倍的关系吧,不应该只有五倍
2007-9-21 19:45 009rainbow
好像不可以啊<br />测压缩模量的时候有出现朔性变形的
2007-9-22 16:38 huli2003
E=( 1- 2u/(1-u))Es
2007-9-23 11:02 wdsh1016
均质土为<br />Es=E(1-u)/(1+u)(1-2u)
2007-9-24 03:14 riou
地质勘察报告上的Es是侧限压缩试验求得得变形模量值,大小=1+e0/a。

数值计算需要获得的值是三轴压缩试验变形模拟E和泊松比u,由于试验不同,所以它们之间存在换算关系: E=〔1-2u*u/(1-u)〕Es。

换算时u可以通过查表或地质报告取值,对原状淤泥质黏土取0.36/压实黏土取0.3~0.4/原状海相黏土取0.32/原状高岭土取0.3~0.41等等。

E0是由现场荷载试验P~S曲线求得的,E0=w(1-u*u)pd/s,w 为荷载试验承载板形状系数,E0是从荷载作用下稳定性角度出发的变形模量,也称为“总变形模量”。

所以说到底,E/E0/Es就是三种不同试验下的变形模量值,并非弹性模量。

请各位斧正。

2007-9-24 17:45 yinanlxj
<br /><br />很有道理,听老兄这么一讲解,再看教材茅塞顿开。

尤其是最后的一句总结,足见老兄对这个理解得深刻!
2007-9-25 08:59 yanquanmax
呵呵,反正我看别人取得五花八门,一般e =3~5 es ;根据结果调整参数;问题是地质报告上只会提供压缩模量;
2007-9-25 16:33 hxtop
工程上,土的弹性模量就是指变形模量,因为土发生弹性变形的时间非常短,变形模量与压缩模量是一个量级,但是由于土体的泊松比小于0.5,所以土的变形模量(弹性模量)总是小于压缩模量的。

在钱家欢主编的《土力学》P86中有公式:E = Es(1-2v^2/(1-v)) Es为变形模量,E为变形模量(弹性模量)。

2007-9-26 00:23 lijie0114
事实上这些模量各有适用范围,本质上是为了在实验室或者现场模拟为再现实际工况而获取的值。

那两者之间的转换公式通常是不大能用的,那是理论公式,在实际应用中得根据经验进行调整。

2007-9-26 18:18 fanshijun789
what about the slope of the linear region of the triaxial test?<br /><br />how to develope E from triaxial test?
2007-9-27 03:18 seusun
你说的有点问题呀。

变形模量与压缩模量之间有换算关系。

<br />E0=〔1-
2u*u/(1-u)〕Es,而不是弹性模量与压缩模量之间有换算关系,弹性模量E一般比
E0,ES要大很多的。

一般要大一个数量级的。

<br />再者土体进行弹性的数值模拟时要取的是那一个参数。

一般工程地质报告中只提供一个Es。

2007-9-27 05:21 un87635554
有道理,三到五倍吧
2007-9-27 12:30 gjes
与土相和孔隙率有很大的关系
2007-9-27 20:08 xiaoliliu
关于这个问题的讨论我已经遇到过多次,但一直没有找到一个很好的解决办法,呵呵!看哪位牛人谁能给一个合理的解释,那绝对了不起!
2007-9-28 00:28 fcuwqvcr
了不起,为这个愁了好久了
2007-9-28 07:24 youfa22
好贴,狂顶。

<br />可见,数值计算中,有两种取发:<br />1)一种是按弹性理论推出的弹性模量与压缩模量的关系E = Es(1-2v^2/(1-v)),可以计算出所需要的弹性模量;<br />2)就是根据经验取E=2.0~5.0Es,反复试算确定弹模;<br /><br />两种方法各有优点:第一种可以很方便的算出弹模,但与实际情况的弹模有一定的差别;<br />第二种需要试算多次才能找到所需要的弹模,但比较符合实际情况;
2007-9-28 17:56 dzb1232
E=2.0~5.0Es,有那么大么?应该是E =(2.0~5.0)* Es(1-2v^2/(1-v))。

2007-9-28 23:52 bywu3000
谢谢!好铁
变形模量的定义在表达式上和弹性模量是一样的E=ζ/ε,对于变形模量ε
是指应变,包括弹性应变εe和塑性应变εp,对于弹性模量而言,ε就是指εe(计算变形模量时,应变ε包括了弹性应变和塑性应变)。

岩土的弹性模量要远大于压缩模量和变形模量,而压缩模量又大于变形模量。

弹性模量>压缩模量>变形模量。

弹性模量也叫杨氏模量(岩土体在弹性限度内应力与应变的比值)压缩模量是有侧限的,杨氏模量是无侧限的。

同样的土体,同样的荷载,有侧限的土体应变小,所以压缩模量更大才对。

这只是弹性理论上的关系,对土体这种自然物不一定适用。

土体计算中所用的称为“弹性模量”不一定是在弹性限度内。

E——弹性模量;Es——压缩模量;Eo——变形模量。

弹性模量=应力/弹性应变,它主要用于计算瞬时沉降。

压缩模量和变形模量均=应力/总应变。

压缩模量是通过现场取原状土进行实验室有侧限压缩实验得出的,而变形模量则是通过现场的原位载荷试验得出的,它是无侧限的。

弹性模量要远大于压缩模量和变形模量,而压缩模量又大于变形模量。

地堪报告中,一般给出的是土的压缩模量Es与变形模量Eo,而一般不会给出弹性模量E。

数值模拟中一般用Eo,E(50),达到峰值应力(应变)50%时的割线模量。

Es(勘查报告中提供),有侧限,E=2.0~5.0Es(看别人这么弄的)。

具体请查阅资料。

Eo应该是变形模量,E是弹性模量,Es是压缩模量,弹性模量与压缩模量应该有上百倍的关系吧,不应该只有五倍,一般e =3~5 es ;根据结果调整参数;问题是地质报告上只会提供压缩模量;
工程上,土的弹性模量就是指变形模量,因为土发生弹性变形的时间非常短,变形模量与压缩模量是一个量级,但是由于土体的泊松比小于0.5,所以土的变形模量(弹性模量)总是小于压缩模量的。

在钱家欢主编的《土力学》P86中有公式:E = Es(1-2v^2/(1-v)) Es 为变形模量,E为变形模量(弹性模量)。

事实上这些模量各有适用范围,本质上是为了在实验室或者现场模拟为再现实际工况而获取的值。

那两者之间的转换公式通常是不大能用的,那是理论公式,在实际应用中得根据经验进行调整。

你说的有点问题呀。

变形模量与压缩模量之间有换算关系。

E0=〔1-2u*u/(1-u)〕Es,而不是弹性模量与压缩模量之间有换算关系,弹性模量E一般比E0,ES要大很多的。

一般要大一个数量级的。

再者土体进行弹性的数值模拟时要取的是那一个参数。

一般工程地质报告中只提供一个Es。

可见,数值计算中,有两种取法:
1)一种是按弹性理论推出的弹性模量与压缩模量的关系E = Es(1-2v^2/(1-v)),可以计算出所需要的弹性模量;
2)就是根据经验取E=2.0~5.0Es,反复试算确定弹模;两种方法各有优点:第一种可以很方便的算出弹模,但与实际情况的弹模有一定的差别;第二种需要试算多次才能找到所需要的弹模,但比较符合实际情况;
E=2.0~5.0Es,有那么大么?应该是E =(2.0~5.0)* Es(1-2v^2/(1-v))。

土的弹性模量是土抵抗弹性变形的能力,压缩模量是土在侧限条件下的,竖向附加应力与竖向应变的比值,土工试验得到和勘察报告提的是压缩模量。

变形模量是无侧限条件下的应
力与应变的比值。

E=〔1-2u*u/(1-u)〕Es公式是变形模量和压缩模量的理论公式,实际工程并不符合这个公式。

至于弹性模量和变形模量的关系,土在弹性阶段的变形模量等于弹性模量。

一般情况下比压缩模量要大,大多少,视具体工程而论。

三轴试验得到弹性模量取得是轴向应力与轴向应变曲线中开始直线段(即弹性阶段)的斜率。

看看高大钊编的《土质力学与土力学》(正文94页),该书是提到压缩模量、变形模量、弹性模量三者关系及使用方法为数不多的教材。

这本书超星上有,朋友们想弄清楚就找这本书看看,我也是刚弄明白的,讲压缩模量、变形模量的书是多,但讲到土的弹性模量的书就少了先由压缩模量转化为变形模量,再转化为体积模量
岩石取弹性模量打折成岩体模量,土体取压缩模量.
弹性模量一般可取为压缩模量的3~5倍
上海地区经验一般为 2.5~3.5倍(见同济大学杨敏教授相关论文),数值分析时可以适当加大一些。

在土力学中变形模量就是杨氏模量~~。

压缩模量=变形模量*(1-u)/(1+u)/(1-2u)
高大钊编的《土质力学与土力学》(正文94页),该书是提到压缩模量、变形模量、弹性模量三者关系及使用方法为数不多的教材。

论坛上有关于弹性模量和压缩模量之间的关系,当然常用的有用弹性理论推导的土力学上的公式。

另外,杨敏和赵锡宏根据60余根桩在工作荷载下的试验结果,饭算了土的弹性模量E0和压缩模量Es的比例关系,结论是:E0=(2.5~3.5)Es,供大家参考。

土的变形模量和压缩模量,是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标。

为了建立变形模量和压缩模量的关系,在地基设计中,常需测量土的側压力系数ξ和側膨胀系数μ。

側压力系数ξ:是指側向压力δx与竖向压力δz之比值,即:
ξ=δx/δz
土的側膨胀系数μ(泊松比):是指在側向自由膨胀条件下受压时,测向膨胀的应变εx与竖向压缩的应变εz之比值,即μ=εx/εz
根据材料力学广义胡克定律推导求得ξ和μ的相互关系,ξ=μ/(1-μ)或
μ=ε/(1+ε),土的側压力系数可由专门仪器测得,但側膨胀系数不易直接测定,可根据土的側压力系数,按上式求得。

在土的压密变形阶段,假定土为弹性材料,则可根据材料力学理论,推导出变形模量E0和压缩模量Es之间的关系。

令β=1-
2u*u/(1-u)
则Eo=βEs
当μ=0~0.5时,β=1~0,即Eo/Es的比值在0~1之间变化,即一般Eo小于Es。

但很多情况下Eo/Es 都大于1。

其原因为:一方面是土不是真正的弹性体,并具有结构性;另一方面就是土的结构影响;三是两种试验的要求不同;)
μ、β的理论换算值
土的种类μβ
碎石土0.15~0.20 0.95~0.90
砂土0.20~0.25 0.90~0.83
粉土0.23~0.31 0.86~0.726
粉质粘土0.25~0.35 0.83~0.62
粘土0.25~0.40 0.83~0.47
注:E0与Es之间的关系是理论关系,实际上,由于各种因素的影响,E0值可能是βEs值的几倍,一般来说,土愈坚硬则倍数愈大,而软土的E0值与βEs值比较。

E--弹性模量Es--压缩模量Eo--变形模量
C+h"r/^2LGY 弹性模量=应力/弹性应变,它主要用于计算瞬时沉降;压缩模量和变形模量均=应力/总应变,压缩模量是通过现场取原状土进行实验室有侧限压缩实验得出的,
而变形模量则是通过现场的原位载荷试验得出的,它是无侧限的。

弹性模量要远大于压缩模量和变形模量,而压缩模量又大于变形模量。

按规范的规定,在地基变形验算中要用的是压缩模量Es,但因Es是通过现场取原状土进行试验的,这对于粘性土来说很容易做到,但对于一些砂土和砾石土等粘
聚力较小的土来说,取原状土是很困难的,很容易散掉,因此对砂土的砾石土通常都是通过现场载荷试验得到Eo,所以在地堪报告上,对于砂土的砾石土一般都仅给出Eo,即使给出Es,也是根据Eo换算来的,而不是试验直接得出的。

理论上Es和Eo 有一定的关系,但根据该关系换算误差较大,所以二者关系一般都根据地区经验进行换算.
E弹性模量和Eo变形模量一般是岩石力学或者岩体分析中用,弹性模量一般是通过岩样测试而得;变形模量一般在探硐或者建基面加反力测得,只有大型工程才做,特别是水利工程。

而压缩模量是土力学的中的参数。