土力学第五章-土的压缩性.

超固结比及土的分类
• 超固结比：指土体的先期固结压力与现存上覆压力之比。
pc OCR p0
• 土的分类：超固结土(OCR>1) 正常固结土(OCR=1) 欠固结土(OCR<1) • 超固结土：指历史地面高于现在地面， • 正常固结土：指历史地面就是现在地面， • 欠固结土：指现在地面高于稳定地面。
a12
e1 e2 e p2 p1 100
• 分类： 低压缩性土：a1-2<110-4 kPa-1 中压缩性土： a1-2=110-4 ~510-4 kPa-1 高压缩性土： a1-2>510-4 kPa-1
先期固结压力问题
• 先期固结压力： 指土在历史上曾经受到的最大压力，土体在这压力作 用下已经达到压缩稳定状态。 • 现存上覆压力： 指土体现在所受到的压力。 • 先期固结压力和现存上覆压力都按土体的自重应力计 算。注意地下水位以下用浮容重计算。
z 1 e1 Es z av
• 关系：
z E0 z
2 E0 E s E s (1 ) 1
2
体积压缩系数
• 体积压缩系数： 指土体在有侧限条件下，垂直方向的应变与垂直方向 应力之比，与压缩模量互成倒数。
av z 1 mv z E s 1 e1
先期固结压力的确定
• 土的先期固结压力可由e-lgp曲线确定。 • 方法： 1）在e-lgp曲线上，找到曲率最大点； 2）过最大点作水平线和切线； 3）作水平线和切线的角平分线； 4）反向延长e-lgp曲线的直线段； 5）直线段与角平分线的交点所对应的压力就是所求的 先期固结压力。
侧压力系数和侧膨胀系数
压缩稳定状态和侧限条件
• 土的压缩稳定状态： 指土体在压力作用下，压缩变形量达到最大值时的状态。 • 有侧限条件： 土体侧向受到限制，受压前后的横截面积保持不变，则 体积变化量实际上就是由土体厚度的变化引起。 • 无有侧限条件： 土体侧向没有限制，土体可以侧向变形，受压后的横截 面积发生变化。
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土的压缩试验
• 土的压缩试验是土体在有侧限条件下进行。 • 方法： 试验时，使土体受到4级不同垂直压力作用， 测定土体在各级垂直压力下达到压缩稳定时的变形量， 计算出相应的孔隙比。 • 不同土体达到压缩稳定的时间不同，粘性土达到压缩 稳定至少需要1天时间。
压缩曲线
• 土体压缩试验的结果用压缩曲线表示 • 压缩曲线： 就是反映孔隙比与垂直压力的关系曲线。 分为两种：e-p曲线和e-lgp曲线。 • 特性： 压缩曲线的陡缓程度反映了土体压缩性的大小。 压缩曲线越陡，土体的压缩性越大； 压缩曲线越缓，土体的压缩性越小。
• 土的压缩定律也可用e-lgp曲线的斜率来表示：
e1 e2 Cc log p2 log p1
• e-lgp曲线的斜率就是压缩指数，它是一个基本不变的值。 • 压缩系数和压缩指数的关系：
Cc 2.3av p
土体压缩性判断
• 一般以压力在100~200kPa范围内的压缩系数作为划分 土体压缩性的标准。
• 侧压力系数K0：指土体在有侧限条件下，水平方向的应 力与垂直方向应力之比。 • 侧膨胀系数： 指土体在无侧限条件下，水平方向的应变 与垂直方向应变之比。
x y K0 z z
• 关系：
x y z z
K0

1
压缩模量及变形模量
• 压缩模量Es：指土体在有侧限条件下，垂直方向的应力 与垂直方向应变之比。 • 变形模量E0：指土体在无侧限条件下，垂直方向的应力 与垂直方向应变之比。
土体的压缩和固结
• 土的压缩性： 指土体在外荷载作用下体积减小的性能。 • 土体压缩的实质： 就是排出土体孔隙中的水和气体，引起土体孔隙体积减小。 • 压缩量： 指土体从受荷前的初始状态到受荷后的压缩稳定状态之间 的体积变化量，也称为变形量。 • 土的固结： 指土体的压缩量随时间延长而逐渐增大啊的过程。
压缩定律(e-p曲线)
• 压缩定律： 就是反映压缩曲线的陡缓程度，它实际上就是压缩曲 线的斜率。在压力变化并不大时，土体孔隙比的变化与 压力的变化成反比。
e1 e2 e av p 2 p1 p
• e-p曲线的斜率就是压缩系数av，随曲线不同点而变化， 单位是kPa-1。
压缩定律(e-logp曲线)