土力学第四章资料

变形模量：
E z z
≠弹性模 量
泊松比：
x 3 z 1
24
§34土土的体压中缩的性应与力地计基算沉降计算 §4.1变形特性测试方法
一、常规三轴试验
3、固结不排水试验
适用于各种土
施加围压充分固结
施加(1 -)时，阀门关 闭，可连接孔压传感器，
一般先测定孔压系数B 可用于测定孔压系数A
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沉降曲线(mm)
建筑物过长：长高比7.6:1
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§4土的压缩性与地基沉降计算
概述
土具有 荷载 变形特性 作用
荷载大小
地基发生沉降
土的变形特性
一致沉降
差异沉降
（沉降量） （沉降差）
建筑物上部结构产生附加应力
地基厚度
土的特点 （碎散、三相）
影响结构物的安全和正常使用
沉降具有时间效应－沉降速率
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压力泵
变形量测简单
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§34土土的体压中缩的性应与力地计基算沉降计算 §4.1变形特性测试方法
一、常规三轴试验 1、常规三轴试验仪
试验方法
1 3 3
量力环 百分表
横梁 轴向加压杆
3
3
有机玻璃罩
试 样
测定： 轴向应变
橡皮膜
轴向应力
体积应变或孔压 压力水
顶帽 压力室
透水石 排水管
阀门
量测体变或孔压
19
轴向加压杆
量测剪切过程中产生的超 静孔隙水压力 u
顶帽
有机玻璃罩
压力室
测定： 轴向应变 轴向应力 孔隙水压力
橡皮膜 压力水
试
样
透水石
排水管 阀门
量测孔隙水压力 25
§34土土的体压中缩的性应与力地计基算沉降计算 §4.1变形特性测试方法
一、常规三轴试验 3、固结不排水试验
应力应变关系－松砂及正常固结粘土
§34土土的体压中缩的性应与力地计基算沉降计算 §4.1变形特性测试方法
一、常规三轴试验 1、常规三轴试验仪
轴向加压杆
1 3 有机玻璃罩
3
试 样
3
橡皮膜
3
压力水
顶帽 压力室
透水石 排水管
阀门
量测体变或孔压
类型 固结排水
施加σ3时 施加σ1－σ3时
固结
排水
量测 体变
固结不排水
固结
不排水 孔隙水压力
压力室
测定： 轴向应变 轴向应力 体积应变
橡皮膜 压力水
试
样
透水石
排水管 阀门
量测体变 21
§34土土的体压中缩的性应与力地计基算沉降计算 §4.1变形特性测试方法
一、常规三轴试验 2、固结排水试验
应力应变关系－松砂及正常固结粘土
v
•与围压有关 •非线性 •剪胀性
围压 小
中
大Leabharlann Baidu
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§34土土的体压中缩的性应与力地计基算沉降计算 §4.1变形特性测试方法
主线、重点：
一维问题！
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§4土的压缩性与地基沉降计算
§4.1 变形特性测试方法 §4.2 一维压缩性及其指标 §4.3 地基的最终沉降量计算 §4.4 饱和土体的渗流固结理论
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§4土的压缩性与地基沉降计算 §4.1 变形特性测试方法
轴对称问题 特殊应力状态
一维问题
常规三轴试验 室内试验
侧限压缩试验
一、常规三轴试验
一般三维应力状态: 1 2 3
三轴应力状态： 1 2 3
常规三轴试验
忽略中主应 力的影响
试验目的：变形特性、强度特点、孔压发展等
1、常规三轴试验仪 2、固结排水试验 3、固结不排水试验 4、不固结不排水试验
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§34土土的体压中缩的性应与力地计基算沉降计算 §4.1变形特性测试方法
§4土的压缩性与地基沉降计算 概述
变形特 性及测 试方法
室内试验
室外试验
侧限压缩、三轴压缩等 荷载试验、旁压试验等
§4.1 变形特性测试方法
较复杂应 力状态？
最终 沉降量 一维压缩
简化条件
§4.2 一维压缩性及其指标
修正 复杂条件下的计算公式
§4.3 地基的最终沉降量计算
沉降 速率
一维固结 多维固结 §4.4 饱和土体的渗流固结理论
理论拓展、经验积累
一般应力状态 原位土
荷载试验 旁压试验 标准贯入试验
室外试验
静力触探试验
试验目的：变形、强度特性
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§4土的压缩性与地基沉降计算 §4.1变形特性测试方法
一、常规三轴试验 二、侧限压缩试验 三、普遍应力－应变关系及本构模型 四、现场原位试验
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§34土土的体压中缩的性应与力地计基算沉降计算 §4.1变形特性测试方法
一、常规三轴试验
1、常规三轴试验仪 轴向位移量测
主机框架
主机系统
压力室
压力表 轴向力量测
稳压调压系统 孔压传感器
体变管
量测系统
压力室底座 离合器
调压阀
Casagrande 1930年首先使用，
可控制排水条件；可完整地
描述试样受力、变形和破坏
的过程；可进行不同应力路 径的试验；应力状态明确；
主机马达
问题： 沉降2.2米， 且左右两部分 存在明显的沉 降差。
地基：20多米厚的粘土
5
Kiss
由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触
6
基坑开挖，引起阳台裂缝 7
修建新建筑物：引起原有建筑物开裂 8
高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除
9
建筑物立面高差过大
10
47m
39
87
150
194 199
不固结不排水 不固结
不排水 孔隙水压力
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§34土土的体压中缩的性应与力地计基算沉降计算 §4.1变形特性测试方法
一、常规三轴试验
2、固结排水试验
施加围压，排水阀门始终打开， 充分固结
施加(1-)时，排水阀门始终 打开，速度慢足以使孔压消散
多用于砂性土 一般先测定孔压系数B
轴向加压杆 顶帽
有机玻璃罩
3
§4土的压缩性与地基沉降计算
本章特点
• 有一些较严格的理论 • 有较多经验性假设和公式
学习要点
• 强调物理意义及实际应用 • 主线：一维压缩问题 • 工程中的假定
主要难点
• 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
4
§4土的压缩性与地基沉降计算
工程实例
墨西哥某宫殿
一、常规三轴试验 2、固结排水试验
应力应变关系－密砂及超固结粘土
•与围压有关 •非线性 •剪胀性
围压 小
中 大
v
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§34土土的体压中缩的性应与力地计基算沉降计算 §4.1变形特性测试方法
一、常规三轴试验 2、固结排水试验
应力应变关系－松砂及正常固结粘土
1 3
1 Ei
p
1 Et
e
1
•与围压有关 •非线性 •剪胀性 •弹塑性
1
提示：11月14日习题讨论课(第三章内容)
作业 4－2，4－3，4－6 4－7 (1), (2), (3), (4), (6) 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
埋深D=1.5m 考虑沉降计算经验修正系数， p0=fk
4-6
按一层计算
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第四章
土的变形特性 与地基沉降计算