土的压缩系数和压缩模量计算讲课讲稿

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土的压缩性

压缩系数
土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比
值e
e0
利用单位压力增量所
e1 △e M1
e2
△p
M2
p1e-p曲线p2
引起得孔隙比改变表征土的压缩性高低
a de dp
p
在压缩曲线中，实际采用割线斜率表示土的压缩性
ae＝e1 e2 p p2 p113
《规范》用p1＝100kPa、 p2＝200kPa
3
饱和土
土的固结（压密）
土的压缩量随时间增长的过程在外力作用下，孔隙水排出，土体密实，土的抗剪强度提高
粘性土固结问题
实质是研究孔隙水压力消散有效应力增长的全过程理论问题4
室内压缩（固结）试验土的压缩性指标由
现场测试
5
§ 5.2固结试验及压缩性指标
研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称固结试验
体积压缩系数m v 土在侧限条件下体积应变与竖向附加压应力增量的比值
m v=
e1-e2
H
1+e1 p
=
H1 P
m v=
1
a
=
ES
1+e1
m v越大土的压缩性越高
20
5.2.4回弹曲线和再压缩曲线
e
e
e0 a
残余变形 ep
压缩曲线
c
弹性变形
ee
再压缩曲线 b
回弹曲线
d
H0 H0/(1+e0)
8
Vv＝e0 Vs＝1
H1
s
p Vv＝e Vs＝1
H0 - H1＝s
H1/(1+e)
H0 H0/(1+e0)

土的压缩性及沉降计算课件

p1
压缩指数Cc与压缩系数 a 不同, 它在压力较大时为常数, 不随压力变化而变化。
Cc值越大, 土的压缩性越高, 低压缩性土的Cc一般小于0.2, 高压缩性土的Cc值一般大于0.4。
二、现场荷载试验 1.试验方法现场载荷试验是在工
程现场通过千斤顶逐级对置于
地基土上的载荷板施加荷载,
观测记录沉降随时间的发展以
二、计算公式
1.各薄层压缩量计算公式
设第i薄层土的竖应力从p1i增加到p2i, 其变
形稳定后的压缩量为△si, 薄层厚度为hi,
z
si hi
e1i e2i 1e1i
si
e1i e2i 1e1i
hi
由压缩模量的定义知:
Esi
p si
si
p Esi
hi
hi
si
zi
E si
hi
2.各薄层压缩量求和公式
应用图查出横坐标时间因子。
5.计算时间t。由地基土的性质指标和土层厚度，计算每一
的时间t。 6.计算时间t的沉降量
St UtS
7.绘制St与t的曲线。以计算的St为纵坐标, 时间t为横坐标, 在直角坐标系中, 绘制St-t关系曲线, 则可求任意时间t的沉降量。
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si
e1i e2i 1e1i
hi
n
Sn Si
1
确定压缩层的计算深度压缩层的计算深度一般要经过试算才能得到。规范规定: 如已确定的计算深度下有较软土层时，尚应继续计算，直到软弱土层中1米厚的压缩量满足下式要求为止
Sn / 0.02S 5n
某水中基础如图所示，基底尺寸为6m×12m，作用于基底的中心荷载Ⅳ: 17490kN(只考虑恒载作用，其中包括基础重力及水的浮力)，基础埋置深度h=3.5m，地基上层为透水的亚砂土，其r=19．3lkN／m3，下层为硬塑粘土，r=18.6kN／ m3，求基础中心下各点(1—7点)的竖向自重应力和附加应力，并画出应力分布图。

土力学第四章(压缩)讲解

第四章：土的压缩及沉降计算名词解释1、压缩系数：土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值。

2、压缩指数：在压力较大部分,e-lgp关系接近直线,其斜率称为土的压缩指数。

3、压缩模量：土在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值，或称为侧限模量。

4、变形模量：土在无侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值。

5、体积压缩系数：在单位压应力作用下单位体积的变化量。

6、超固结比：先期固结压力pc与现时的土压力p0的比值。

7、前期固结压力：指土层在历史上曾经受过的最大有效固结压力。

8、最终沉降量：地基变形稳定后基础底面的沉降量。

9、固结：土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程。

10、固结度：在某一固结压力作用下，经过一定时间土体发生固结的程度。

简答1、为什么可以用孔隙比的变化来表示土的压缩性？答：土体压缩的实质是孔隙体积减小的结果，土粒体积保持不变；而孔隙比反映了孔隙的体积和土粒的体积比，因此可以用孔隙比的变化来表示土的压缩性。

2、地基土变形的两个最显著的特征是什么？答：体积变形是由于正应力引起的，只能使土体产生压密，孔隙体积减小，但不会使土体产生破坏；形状变形是由剪应力引起的，在剪应力作用下土颗粒间产生移动，使土体产生剪切破坏。

3、工程中常用的压缩系数和模量是什么？如何判定土的压缩性？答：压缩系数和压缩模量都是变量，为比较土的压缩性高低，工程中常用的压缩系数和压缩模量是压力在100-200kPa下的值。

a v＜0.1MPa-1低压缩性土，0.1MPa-1≤a v＜0.5MPa-1中压缩性土，a v≥0.5MPa-1高压缩性土；Es＜4MPa高压缩性土，4MPa≤Es＜15MPa中压缩性土，Es≥15MPa低压缩性土；4、自重应力在任何情况下都不会引起地基沉降吗？为什么？答：对于正常固结土和超固结土来说，自重应力不会引起地基沉降了，但对于欠固结土（新沉积的土或刚填筑的土）来说，由于现有的固结应力大于先期固结应力，自重应力也会引起地基沉降。

5土的压缩性和地基沉降计算PPT课件

应的荷载为p1,对低压缩性土取s1=（0.01~0.015）b及
其对应的荷载为p1
26
单向压缩试验指标汇总
27
单向压缩试验的各种参数的关系
已知
求解
av
av
——
mv
av /(1+e1)
Es
(1+e1)/ av
mv
mv(1+e1) —— 1/mv
Es
(1+e1)/Es 1/Es ——
28
三. 应力历史对粘性土压缩性的影响
23
现场荷载试验和变形模量
原位测试方法适用于：地基土为粉、细砂、软土，取原状土样困难。国家一级工程、规模大或建筑物对沉降有严格要求的工
程。原位测试方法包括：
载荷试验、静力触探试验、旁压试验等
24
反压重物
反力梁千斤顶百分表
荷载板基准梁
25
E0
(12)
p1b s1
P-s线无直线段时，中高压缩性土取s1=0.02b及其对
e p
1
1 e1
孔隙
a
1 e1
土粒
体积
e1 1+e1 e2 1+e2
1
19
（2）压缩模量Es ：为土体在无侧向变形条件下，竖向应力
与竖向应变之比。
E
s
z z
p e
1 e1
1 e1 a
1 mv
z
孔隙土粒
体积
e1 1+e1 e2 1+e2
1
说明：土的压缩模量Es与土的的压缩系数a成反比， Es愈大， a愈小，土的压缩性愈低
压缩量的组成
固体颗粒的压缩土中水的压缩

基本概念：土的压缩系数和压缩模量

基本概念：土的压缩系数和压缩模量
一、压缩模量：物体在受三轴压缩时应力与应变的比值。

实验上可由应力-应变曲线起始段的斜率确定。

径向同性材料的压缩模量值常与其杨氏模量值近似相等。

土的压缩模量指在侧限条件下土的垂直向应力与应变之比，是通过室内试验得到的，是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标之一。

二、概念：压缩系数：压缩系数，是描述物体压缩性大小的物理量。

通常可将常规压缩试验所得的e-p数据采用普通直角坐标绘制成e-p曲线，如图4-1所示。

设压力由p1增至p2，相应的孔隙比由e1减小到e2，当压力变化范围不大时，可将M1M2一小段曲线用割线来代替，用割线M1M2的斜率来表示土在这一段压力范围的压缩性，即：
式中a为压缩系数，MPa^(-1)；压缩系数愈大，土的压缩性愈高。

从图4-1可以看出，压缩系数a值与土所受的荷载大小有关。

工程中一般采用100～200 kPa压力区间内对应的压缩系数a1-2来评价土的压缩性。

即
a1-2<0.1 MPa^(-1)属低压缩性土；
0.1 MPa^(-1)≤a1-2<0.5 MPa^(-1)属中压缩性土；
a1-2≥0.5MPa^(-1)属高压缩性土。

三、压缩系数是室内验算试验中最直接得到的指标，是土力学所特有的指标之一。

压缩模量的定义主要是为了利用虎克定律而设置，工程中也比较习惯使用这一指标。

地基土压缩模量及变形模量计算方法

地基土变形模量及压缩模量计算方法1.工程实例某建筑物地基基础因天然地基承载力不能满足设计要求，故本工程采用换填垫层法进行地基处理，垫层材料采用级配良好的无侵蚀性碎石土材料，换填范围基础边每边扩出不小于1米，换填厚度不小于2.0m，压实系数不小于0.97，换填后地基承载力特征值不小于160kPa。

2.变形模量及压缩模量计算方法载荷试验的变形模量E0（MPa）和压缩模量ES（MPa），可按下式计算：①变形模量计算公式：EO =IO(1-u2)pd/s②压缩模量计算公式：ES =EO/[1-2u2/(1－u)]其中：EO—变形模量MPa；ES—压缩模量MPa；I-刚性承压板的变形系数，圆形承压板取0.785，方形承压板取0.886，矩形承压板当长宽比l/b=l.2 时，取0.809，当l/b= 2.0时，取0.626，其余可计算求得，但l/b不宜大于2；μ-土的泊松比（碎石土取0.27，砂土取0.30，粉土取0.35，粉质黏土取0.38，黏土取0.42）d-承压板直径（1平方米圆形承压板：d=0.565×2=1.13m；1平方米方形承压板：d=1m；2平方米圆形承压板：d=0.8×2=1.6m；2平方方形：d=1.415m）p-p-s曲线线性段的压力（kPa）s-与p对应的沉降（mm）3.变形模量及压缩模量计算过程依据地基静载试验得出地基承载力特征160kPa对应沉降量s为7.5mm；故该试验点变形模量及压缩模量分别为：①变形模量E O =IO(1-u2)pd/s=[0.785（1-0.27×0.27）×160kPa×1.13m]/7.5mm=17.544MPa；②压缩模量E S =EO/[1-2u2/(1－u)]=17.544MPa/[（1-2×0.27×0.27）/（1-0.27）]=14.993MPa。

土的压缩模量

第五章
土的压缩性
5 土的压缩性
主要内容
*
5.1 概述 5.2 固结实验及压缩性指标 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
5 土的压缩性
5.1 概述

土的压缩性：压力下体积缩小的性质；一般压力，粒，空气，水压缩微小，忽略；压缩过程：孔隙，水体积缩小，骨架重新排列；饱和土压缩水体积缩小，排出——固结；计算变形，指标，压缩模量等，实验测定；固结实验：侧向限制；指标：压缩系数a，压缩模量Es 室内土样侧限固结——K0固结；土的静止侧压力系数例：天然土固结，大面积荷载下固结；压缩试验：不考虑时间过程；三轴试验或无侧限实验：弹性模量E，抗剪指标；原位试验：测指标，现场载荷试验：地基承载力，变形模量E0 浅层，深层载荷试验：由于现场实验人力物力，复杂，时间长：其他方法：标贯，动力触探，静力触探等，但应与载荷试验对比方可采用。
§5.2 固结实验及压缩性指标
5.2.1 固结试验和压缩曲线压缩：土在压力作用下，体积缩小的现象。

固结：饱和土压缩的过程称为固结；土中水体积缩小的过程，饱和土排水过程；
5.2 固结实验及压缩性指标
5.2.1 固结试验和压缩曲线（侧限条件）压缩性测试
室内试验侧限压缩、三轴压缩等
室外试验载荷试验、旁压试验等
1、土的压缩模量：侧限条件，竖向附加应力/竖向应变 Es=△p/ε---------（1）。同5.2.1推导
H2/H1=(1+e2)/(1+e1)
（H2-H1）/H1=(1+e2-1-e1)/(1+e1) （H1-H2）/H1=(e1-e2)/(1+e1)

土的压缩性.

规范法计算基础沉降量的步骤为：
（1）计算基底附加压力p0；（2）以天然土层作为分层面（即按Es分层）；（3）计算每层土的变形量
p0 si (z i i z i 1i 1 ) Esi
（4）确定沉降计算深度Zn，（5）确定经验系数ψs （6）计算地基最终沉降量
Ai s ψ ( ziα i zi-1α i-1 ) Ψs s i 1 E si i 1 Esi p0
3.5
土的压缩性
体积变形土体变形形状变形
压缩系数压缩模量
变形模量
土的压缩性是指土体在压力的作用下体积缩小的特性，它反映的是土中孔隙的体积缩小
3.5.1压缩试验和压缩曲线
由于刚性护环所
百分表
限，试样只能在竖向产生压缩，而不能产
传压板水槽环刀护环
生侧向变形，故称为
侧限压缩试验。
2 压缩指数Cc
e
1.0 0.9 0.8 0.7 100
e1 e2 Cc lg p2 lg p1
1
Cc
lg
e p1 p p1
Cc<0.2：低压缩性土 Cc>0.4：高压缩性土
1000
e~lgp曲线
p(lg，kPa )
3 压缩模量Es ：为土体在侧限条件下，竖向附加应力与竖向应变之比（MPa）。
p1 p2 e~p曲线
p(kPa )
1 压缩系数a
e
1.0
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002)规定
土的类别 a1-2 (MPa-1)
e1 e2
0.9 0.8 0.7 0.6
e
p
p1
高压缩性土中压缩性土低压缩性土

土的压缩系数和压缩模量计算

土的压缩系数和压缩模量计算1000 xP2 - Pl0.623-0,545 1WUX 200- LOO土的压缩系数和压缩模量计算1.2 土的力学性质指标计算第一章1.2.1 土的压缩系数和压缩模量计算1.2 土的力学性质指标计算1,2.1 土的压端系數和压编模量计算第一节一、土的压缩系数计算一、土的坯乘数计算压堀系数表示土在单位压力F孔隸比的变化口適常用压蝠系敷来表示土的压缩性，其值由原状土的压端性试耋确定。

上的压歸系数可按下式计算*d 二100() X ? - ? (L-46)P1 ->i式中i ---- 土的压端系数(MP H-1);1000一单位换算系数；Pl\------ 固结压力(kPi)j“、吐-- 相对应于叶p2时的孔陳出口由式(1-46)知，压第系数1ft大” 土的压箱注亦愈大。

但土的压缩系数并不是常数, 而是随压力仞、加的数值的变牝而变化-在评价地基压缩性时，一般取= lOOkPa. 角=200虹抵并将相应的压缩慕数记柞引亦在《建策地基基础设计规范〉(GBJ 7-39) 中按厲“的尢小将地基的压蜡性划分为低、中、冑压第性三类：1.当时，为低压蜡性土：2.当0.1<a l^<0-5MPa_W i为中压SStt土：3•当^^>0.5时，为高压缩性土。

【例卜升工程地基土由室内压缩性试验知，当囲结压力^^lOOkPa时.孔隙比“-0.62矢^ = 2(»kP a时，t a= 0.548,试求土的压第杲数，并评价谨土层的压缩性高低◎(解】根据已知试验数据由式(W6)可求得土的压蜡系数为：= 0.75MPa_1因应计二0・75>乩5"內7,故知谏土层为高压第性土*Eg)第二节二、土的压缩模量计算二咚土的压绸模研算工程上还常用室内试脸求压缩模SE ft ＞作为土的压缱性指榻。

土的压塘模量可按下式计算*E. =(1-47)**式中E,——土的IE 编模量(MPa);“——地基土的天然(自重压力下)扎»Etja —从土的自重应力至土的自輩附加应力段的压SS 玉数由式(卜4了)知.虽轴模量写压缩系数相反”压绵模量愈大，土的压缩性億小；反之，压箱模量愈小，上的压箔性愈大。

土的压缩性及沉降计算PPT培训课件

某水中基础如图所示，基底尺寸为6m×12m，作用于基底的中心荷载Ⅳ：17490kN(只考虑恒载作用，其中包括基础重力及水的浮力)，基础埋置深度h=3.5m，地基上层为透水的亚砂土，其r=19．3lkN／m3，下层为硬塑粘土， r=18.6kN／m3，求基础中心下各点(1—7点)的竖向自重应力和附加应力，并画出应力分布图。
的附加应力进行计算。 3.对于每一薄层来说，从层顶到层底
的应力是变化的，计算时均近似地取层顶和层底应力的平均值。
4.只计算“压缩层”范围内的变形。所谓“压缩层”是指基础底面以下地基中有显著变形的那部分土层。
二、计算公式
1.各薄层压缩量计算公式设第i薄层土的竖应力从p1i增加到p2i，其变形稳定后的压缩量为△si，薄层厚度为hi，
1.基本假定
①土层是均匀的，而且是完全饱和的 ②土粒和水自身是不可压缩的； ③土的压缩和水的渗透，只在竖直单向上发生，而水平方向不排水，不压缩； ④在压缩过程中，渗透系数和压缩模量不发生变化； ⑤附加应力一次骤加，且沿土层深度呈均匀分布。
2.单向固结微分方程的建立
在土层任意深度z处，取一个微单元体进行分析。假定单位时间内单元体内挤出的水量等于单元体压缩量. 推出
时的沉降量s，将上述试验得到
的各级荷载与相应的稳定沉降
量绘制成p-s曲线，即获得了地
基土载荷试验的结果。
（3）生产投标货物或类似货物的业绩（包括规格、数量、主要用户、用户使用情况反映等）。 1、团(总)支部要充分发挥共青团育人功能，通过举办报告会、演讲会、党课教育等形式，加强党的基础知识教育，在团员青年中形成争当先进的良好氛围，不断扩大入党积极分子队伍，定期向党支部了解团员、青年(35岁以下)写入党申请书的情况； 2．演练的目的 9、磋商保证金 3、权利链条相关制约机制，建立管理对象之间相互制约的权利链条，造成相关机构、相关员工相互的自我约束机制。适当利用会议和激励可以提醒员工的服务理念。通过会议，可以让员工们实现互动，分享大家的经验和教训，并体会到工作的价值，从而强化全员的服务意识和气氛。这就是早会制度的作用，可以强化服务理念，统一行为。

土的压缩系数与压缩模量的关系

土的压缩系数与压缩模量的关系压缩系数和压缩模量的关系可不是简单的算数问题。

它们之间的互动就像一对老夫妻，有时很和谐，有时又有点拌嘴。

你压我一下，我就反击你一下，最终达成某种平衡。

通常来说，压缩系数高的土壤，说明它对压力的反应特别敏感，轻轻一压就能感受到变化。

而压缩模量高的土壤则像个硬汉，压一下也不容易改变形状。

这两者之间的微妙关系，恰恰在于土壤的组成和结构。

比如，沙土和粘土就是典型的例子。

沙土流动性强，容易压缩，压缩系数高；而粘土就像个固执的老头，虽然能承受大压力，但一旦压下去，反弹就慢得让人心急。

说到土壤的类型，你得知道，不同的土壤类型，其压缩系数和模量都是各有千秋。

想象一下，沙子就像调皮的小孩，没个正形，稍微一压就让人哭笑不得。

相对而言，粘土就像一个认真工作的上班族，虽然承压能力强，但也很容易在压力下变得缓慢。

还有些土壤，像是淤泥，压缩系数极高，简直让人心惊胆战，走在上面得小心翼翼，生怕一不小心就陷进去。

你看，这样的组合多么有趣呀，真是一场“土壤嘉年华”！压缩系数和模量的关系还受到水分的影响。

你想，干燥的土壤就像是个倔强的小子，遇到水就温柔多了。

土壤里的水分越多，压缩特性就越明显，变得更容易被压缩，压缩系数就会随之增加。

而压缩模量在这样的情况下，可能也会变化，水的加入改变了土壤的结构，简直像是在为土壤穿上新衣服。

不过，水分过多时，土壤就会变得像个湿漉漉的海绵，承受压力的能力也会减弱，压缩模量可能也会降到冰点。

就像“水多了，船就沉”，这个道理谁都懂。

探讨压缩系数和模量的关系，咱们还得提到实际应用。

这可不仅仅是学术研究哦，涉及到建筑、工程等多个领域。

比如说，建房子的时候，工程师可得考虑这些因素，不然一旦土壤承受不了，房子可就要“垮掉”了！想象一下，一个好好的小别墅，结果就因为土壤的“脾气”没控制好，成了斜坡。

这可不是开玩笑的事，真是让人捧心不已。

土的压缩系数与压缩模量的关系就像是一个复杂而有趣的舞蹈，两个舞者在压力与反弹之间寻找平衡。

土的压缩模量

2 2 E 0 (1 ) E s E s 1
x z
μ可由土力学试验中的三轴试验测定 μ一般＜0.5 ；∴β一般＜1 ；即β=0~1 故 E0 ＜ Es
5.4 土的变形模量 5.4.4 变形模量（ E0 ）与压缩模量（ Es ）的关系

μ也可根据土的侧压力系数K0（三轴试验确定）
5.2 固结实验及压缩性指标
5.2.2 土的压缩系数和压缩指数 1、压缩系数
e
1.0 0.8 0.60
de dp
200
400
P
压缩系数是表征土压缩性大小的主要指标
5.2 固结实验及压缩性指标
5.2.2 土的压缩系数和压缩指数
1、压缩系数
5.2 固结实验及压缩性指标5.2.2 土的压缩系数和压缩指数 2、压缩指数
p
'(lg)
5.3 应力历史对压缩性的影响
5.3.2 现场原始压缩曲线及压缩性指标
（详见P125-127）
自学
画2个图
5 土的压缩性
5.4 土的变形模量
5.4.1 浅层平板载荷试验及变形模量

浅层平板载荷实验及变形模量变形模量—土体在无侧限条件下，竖向应力与竖向应变的比值。（压缩模量，侧限条件）试验设备加荷稳定装置反力装置观测装置
s2
s3
e3
s1
t
5.2 固结实验及压缩性指标
5.2.1 固结试验和压缩曲线
高度之比等于体积之比
∵压缩前后Vs、A均不变
∴有：
（5-1）a （5-1）b
（5-1）c
式中: e0=ds（1+ω0)(ρw/ρ0)-1
初始密度
压缩曲线是室内压缩实验的成果，它是土的孔隙比e与所受压力 P的关系曲线。加荷速率和稳定标准等参阅“试验规程”或“试验指导书”