土力学1-第四章土的压缩性与地基沉降计算PPT参考课件

概述 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 饱和土体的渗流固结理论
§4.2 土的压缩性测试方法
室内试验
• 侧限压缩试验 • 三轴压缩试验 • 其他特殊试验
现场试验
• 荷载试验 • 旁压试验
仁者乐山 智者乐水
一维问题 三轴应力状态
土的变形特性测定方法
§4.2 土的压缩性测试方法
§4.3 一维压缩性及其指标
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- p（或）曲线 e – p（或）曲线
由侧限压缩试 验整理得到的
e – lgp（或lg）曲线
三条常用曲线
先期固结压力
原位压缩曲线及原位再压缩曲线
侧限压缩（固结）仪
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变形测量 固结容器
加
压
设
支架
备
§4.2 土的压缩性测试方法
侧限压缩试验 • 施加荷载，静置至 变形稳定 • 逐级加大荷载
测定：
• 轴向压缩应力 • 轴向压缩变形
透水石
试样
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百分表 加压上盖 环刀 压缩 容器
护环
p
P
P
3
P
2
1
es
e
0
ee
1
2s
s2
1
t
s
3
e
3
t
§4.2 土的压缩性测试方法
仁者乐山 智者乐水
压缩曲线及特点
• 侧限变形（压缩）模量：
加载：
Es
z z
卸载和重加载：
Ee
z z
非线性 弹塑性
土的一般化的压缩曲线
z=p
1 Ee 1 Es
z
e0 (1e0)
侧限压缩试验
§4.2 土的压缩性测试方法
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应力应变关系 曲线的比较
y z
律
y
y E
E
z
x
侧限条件 x y 0
x y xy1 z
则: z z E 1E 1 2 E z 11 2 2
Ez z
112 2 Es
E < Es
常规三轴与侧限压缩试验
§4.2 土的压缩性测试方法
土体的变形特性
▪ 弹性变形 • 接触点处弹性变形 • 弹性挠曲变形 • 颗粒翻转的可逆性 • 封闭气泡受压
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土体的特点：散粒体
▪ 塑性变形 • 大孔隙消失 • 接触点颗粒破碎 • 颗粒相对滑移 • 扁平颗粒断裂
体应变主要由孔隙体积变化引起 剪应变主要由土颗粒的大小和排列形态变化引起
土体变形的机理
§4.2 土的压缩性测试方法
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1-3 f 1
E
1 线弹性-理想塑性
1-3 1
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墨西哥某宫殿
工程实例
§4.1 概述
Kiss
仁者乐山 智者乐水
由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触
工程实例
§4.1 概述
仁者乐山 智者乐水
基坑开挖，引起阳台裂缝
工程实例
§4.1 概述
建新 筑建 物筑 开引 裂起
原 有
仁者乐山 智者乐水
§4.1 概述
仁者乐山 智者乐水
高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除
《土力学1》之第四章
土的压缩性与地基沉降计算
第四章：土的压缩性与地基沉降计算
本章提要
• 土的压缩性 -测试方法和指标 • 地基的最终沉降量-分层总合法 • 地基的沉降过程-饱和土渗流固结理论
本章特点 • 有一些较严格的理论
• 有较多经验性假设和公式
学习难点
• 应力历史及先期固结压力 • 不同条件下的总沉降量计算 • 渗流固结理论及参数
• 一维压缩：基本方法 • 复杂条件：修正
§4.2 土的压缩性测 试方法
§4.3 一维压缩性及 其指标
§4.4 地基的最终沉 降量计算
沉降
速率
• 一维固结 • 三维固结
§4.5 饱和土体的渗 流固结理论
主线、重点：一维问题！
概述
第四章：土的压缩性与地基沉降计算
§4.1 §4.2 §4.3 §4.4 §4.5
2
1百度文库非线性弹性
1-3 14
3 2
1 弹塑性
土的本构模型
§4.2 土的压缩性测试方法
仁者乐山 智者乐水
自学
荷载试验与旁压试验
第四章：土的压缩性与地基沉降计算
§4.1 §4.2 §4.3 §4.4 §4.5
概述 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 饱和土体的渗流固结理论
常规三轴：
• 存在破坏应力
侧限压缩试验：
• 不存在破坏应力 • 存在体积压缩极限
z=p
侧限压 缩试验
常规三 轴试验
z
e0 (1e0)
常规三轴与侧限压缩试验
§4.2 土的压缩性测试方法
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变形模量 E 与侧限变形模量 Es间的关系
虎
z
z E
E
x y
克 定
x
x E
E
• 变形模量： E z z
弹性模量
• 泊松比： x 3 z 1
• 与围压有关 • 非线性（弹塑性） • 剪胀性
土的一般化的应力应变曲线
1 3
1
1
Et
Ei
p e
1
固结排水试验
§4.2 土的压缩性测试方法
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
常用试验类型
类型
固结 排水
施加 3
固结
固结 不排水
固结
不固结 不排水
不固结
施加 1-3 排水
不排水
不排水
量测
体变
孔隙水 压力 孔隙水 压力
百分表
围压 力3 阀门
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横梁 量力环
量 水 管
孔压
试
量测
样
马达
阀门
常规三轴压缩试验
§4.2 土的压缩性测试方法
仁者乐山 智者乐水
一般化的应力应变曲线
工程实例
§4.1 概述
仁者乐山 智者乐水
建 筑 物 立 面 高 差 过 大
工程实例
§4.1 概述
建筑物过长：长高比7.6:1
仁者乐山 智者乐水
47m
39
87
150
194 199
175
沉降曲线(mm)
工程实例
§4.1 概述
仁者乐山 智者乐水
压缩性
测试
最终沉
降量
• 室内：三轴压缩 侧限压缩
• 室外：荷载试验 旁压试验
第四章：土的压缩性与地基沉降计算
§4.1 §4.2 §4.3 §4.4 §4.5
概述 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 饱和土体的渗流固结理论
§4.1 概述
左部：1709年 右部：1622年 地基：20多米厚粘土
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
土的压缩变形问题
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 饱和土体的渗流固结理论
试验方法 压缩性指标 沉降的大小 沉降的过程
土的压缩性与地基沉降计算
4-2 (用Es1-2计算, 不计沉降计算经验系数s
粗砂可以按一层计算)
4-3 (D=1.5m, 考虑沉降计算经验修正系数，p0=fk) 4-6 （按一层计算） 4-7(1)(2)(3)(4)(6)