孔隙水压力

•
加荷前后土粒体积不变
Vs 0 Vsi

si ei e0 (1 e0 ) H0
5. 压缩曲线的绘制
（三）压缩性指标 1. 压缩系数 av e1 e2 e av p2 p1 p
•
1 (MP a )
常数，随压力间隔( p2 p1 )与起始压力 p1 变化。 av 用途：1）计算地基变形量 • 2 ）判断土的压缩性： p2 0.2MPa 取 p1 0.1MPa
（二）饱和土中自重应力作用下两种应力计算 一地层剖面图
•
1. A点水平面上土的总应力 ： 等于A点以上单位土柱和水柱的总重量。即 1H 1 sat H 2 2. A点水平面上土的孔隙水压力 u ： 等于A点的静水压力。即 u w H 2 3. A点处竖直向有效应力 ： 根据有效应力原理，有
V0 H0 A Vv0 Vs 0 Vs 0 (1 e0 )

H0 A Vs 0 1 e0
• 加荷后：设体积 Vi ，土样截面积为 A ，高度为 H i Vi Hi A Vvi Vsi Vsi (1 ei )

H i A ( H 0 si ) A Vsi 效应力和孔隙水压力作用
2. 有效应力原理的两个要点： （1）饱和土体内任一平面上受到的全部应力 可以分为有效应力和孔隙水压力两部分。 • 关系式： u － 作用于任意面上的全部应力 －有效应力（作用于同一平面土的骨架上） u－孔隙水压力（作用同一平面土的孔隙水上） （2）土的变形与强度的变化仅决定于有效应 力的变化。
五、岩体天然应力概念
1. 地应力与地应力场 地应力： 由地壳构造运动在岩体中所引起的构造应力； 由上覆岩体的重量所引起的自重应力； 由气温变化所引起的温度应力； 由地震所引起的地震力； 由结晶、变质、沉积等作用所引起的应力； 由建筑物荷载在岩基中所引起的附加应力。 地应力场：地壳内各点的应力状态在空间分布 总和
u 1H1 sat H 2 w H 2
1H1 ( sat w ) H 2 1H1 H2
• •
例题5-3：某地基土层的剖面如图所示， 砂层为承压水层，根据测压管中水位，承压水 头高出砂层顶面5m，现在粘土层中开挖深4m 的基坑，试确定防止基坑底板发生流土的水深 h应为多少？
解： 设水深为 h。 （1）确定粘土层与砂土层界面处O点的总 应力 和孔隙水压力 u • • 总应力
wh (6 4)
孔隙水压力 u 5 w
•
（2）确定水深h 当发生流土时，O点处的有效应力 =0， 即 u wh 2 5 w 2 (5 h) w 0 取 18kN / m3 , w 9.8kN / m3 代入上式，解得
（二）侧限压缩试验 1. 侧限压缩仪 • 试样只能产生竖直 方向变形。 2. 测读各种压力下 稳定之后变形量 si 3. 压缩试验成果表示： s ~ p 关系曲线 • e ~ p 关系曲线 • e ~ lg p 关系曲线 •
4.各级压力下孔隙比 e 的推求 加荷前 加荷后
• 加荷前：设体积V0 ，土样截面积为 A ，高度为 H 0
• • • • • •
2.天然应力和天然应力场 • 天然应力：工程施工前就存在于岩体中的 应力，也称为初始应力。 • 天然应力场：天然应力在空间分布的总和。 3.天然应力的组成 • 主要由自重应力和构造应力两部分组成。
小
•
• •
结
1. 饱和土体中两种应力 孔隙水压力 u ；有效应力 2. 有效应力原理的两个要点
辽宁广播电视大学双向视频课程 工程地质与岩土力学
（第 七 讲）
主讲人：祁孝珍
教学要求：
1.理解和掌握有效应力原理的要点
2.掌握饱和土体中自重应力作用下的两 种应力的计算 3.了解岩体天然应力的概念
第五章 地基中的应力分布
一、自重应力 二、基底接触压力 三、附加应力
四、有效应力原理
（一）基本概念 1. 饱和土体中的两种应力 （1）有效应力 ：土体在外力作用下，由 土的骨架承担，并通过颗粒之间接触传递的应 力。 （2）孔隙水压力 u ：土体在外力作用下， 由水承担，并通过连通的孔隙水传递的应力。
题
辽宁广播电视大学双向视频课程 工程地质与岩土力学
（第 八 讲）
主讲人：祁孝珍
教学要求：
1. 掌握土的压缩性相关概念与压缩性指 标； 2. 理解侧限压缩试验方法 。
第六章 土的力学性质
一、土的变形特征 （一）土的压缩性的概念 1. 土的压缩性： • 土体在荷载作用下体积减小的性能。 2. 土体压缩变形：主要是由于孔隙水和气 体被挤出，使孔隙体积减小而引起的。 3. 固结：土体压缩变形随时间增长的过程。
av－表征土压缩性的重要指标之一。不是一个
土的压缩性标准
压缩系数 a1 2
1 (MP a )
土的压缩性
低压缩性 中压缩性
a12 0.1 0.1 a12 0.5 a12 0.5
h 1.33m
•
（三）侧限条件下附加应力时的两种应力 1. 土体承受和传递附加应力的规律，同样符 合有效应力原理。 2. 由附加应力作用引起的孔隙水压力是超出 静水压力水头，称为超静孔隙水压力。 3. 土的有效应力原理，常用于： • 1）预估建筑物基础沉降稳定时间和沉降随时 间的变化关系； • 2）用于研究土体的抗剪强度和稳定性。
u
土的变形与强度的变化决定于有效应力变化。 3. 有效应力原理的运用 • 饱和土在自重作用下两种应力计算； • 侧限条件下附加应力时两种应力的计算。 4. 岩体中天然应力概念：地应力和天然应 力。
练 习
某土层地下水位 及相应容重如图所示， 试求：垂直方向总应 力、孔隙水压力、 有效应力，以及各应 力沿深度z的分布。