土力學(xué)第五章-土的壓縮性

1、土體的壓縮和固結(jié)土體的壓縮和固結(jié) 土的壓縮性土的壓縮性： 指土體在外荷載作用下體積減小的性能。 土體壓縮的實(shí)質(zhì)土體壓縮的實(shí)質(zhì)： 就是排出土體孔隙中的水和氣體，引起土體孔隙體積減小。 壓縮量壓縮量： 指土體從受荷前的初始狀態(tài)到受荷后的壓縮穩(wěn)定狀態(tài)之間的體積變化量，也稱(chēng)為變形量。 土的固結(jié)土的固結(jié)： 指土體的壓縮量隨時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增大啊的過(guò)程。壓縮穩(wěn)定狀態(tài)和側(cè)限條件壓縮穩(wěn)定狀態(tài)和側(cè)限條件 土的壓縮穩(wěn)定狀態(tài)土的壓縮穩(wěn)定狀態(tài)： 指土體在壓力作用下，壓縮變形量達(dá)到最大值時(shí)的狀態(tài)。 有側(cè)限條件有側(cè)限條件： 土體側(cè)向受到限制，受壓前后的橫截面積保持不變，則體積變化量實(shí)際上就是由土體厚度的變化引起。 無(wú)有側(cè)限

2、條件無(wú)有側(cè)限條件： 土體側(cè)向沒(méi)有限制，土體可以側(cè)向變形，受壓后的橫截面積發(fā)生變化。土的壓縮試驗(yàn)土的壓縮試驗(yàn) 土的壓縮試驗(yàn)是土體在有側(cè)限條件下進(jìn)行。 方法方法： 試驗(yàn)時(shí)，使土體受到4級(jí)不同垂直壓力作用， 測(cè)定土體在各級(jí)垂直壓力下達(dá)到壓縮穩(wěn)定時(shí)的變形量， 計(jì)算出相應(yīng)的孔隙比。 不同土體達(dá)到壓縮穩(wěn)定的時(shí)間不同，粘性土達(dá)到壓縮穩(wěn)定至少需要1天時(shí)間。壓縮曲線壓縮曲線 土體壓縮試驗(yàn)的結(jié)果用壓縮曲線表示 壓縮曲線壓縮曲線： 就是反映孔隙比與垂直壓力的關(guān)系曲線。 分為兩種：e-p曲線和e-lgp曲線。 特性特性： 壓縮曲線的陡緩程度反映了土體壓縮性的大小。 壓縮曲線越陡，土體的壓縮性越大； 壓縮曲線越緩，土體

3、的壓縮性越小。壓縮定律壓縮定律(e-p(e-p曲線曲線) ) 壓縮定律壓縮定律： 就是反映壓縮曲線的陡緩程度，它實(shí)際上就是壓縮曲線的斜率。在壓力變化并不大時(shí)，土體孔隙比的變化與壓力的變化成反比。 e-p曲線的斜率就是壓縮系數(shù)av，隨曲線不同點(diǎn)而變化，單位是kPa-1。peppeeav1221壓縮定律壓縮定律(e-logp(e-logp曲線曲線) ) 土的壓縮定律也可用e-lgp曲線的斜率來(lái)表示： e-lgp曲線的斜率就是壓縮指數(shù)，它是一個(gè)基本不變的值。 壓縮系數(shù)和壓縮指數(shù)的關(guān)系：1221loglogppeeCcpaCvc3 . 2土體壓縮性判斷土體壓縮性判斷 一般以壓力在100200kPa范圍

4、內(nèi)的壓縮系數(shù)作為劃分土體壓縮性的標(biāo)準(zhǔn)。 分類(lèi)分類(lèi)： 低壓縮性土：a1-2510-4 kPa-1100122121eppeea先期固結(jié)壓力問(wèn)題先期固結(jié)壓力問(wèn)題 先期固結(jié)壓力先期固結(jié)壓力： 指土在歷史上曾經(jīng)受到的最大壓力，土體在這壓力作用下已經(jīng)達(dá)到壓縮穩(wěn)定狀態(tài)。 現(xiàn)存上覆壓力現(xiàn)存上覆壓力： 指土體現(xiàn)在所受到的壓力。 先期固結(jié)壓力和現(xiàn)存上覆壓力都按土體的自重應(yīng)力計(jì)算。注意地下水位以下用浮容重計(jì)算。超固結(jié)比及土的分類(lèi)超固結(jié)比及土的分類(lèi) 超固結(jié)比：指土體的先期固結(jié)壓力與現(xiàn)存上覆壓力之比。 土的分類(lèi)土的分類(lèi)：超固結(jié)土(OCR1) 正常固結(jié)土(OCR=1) 欠固結(jié)土(OCR1) 超固結(jié)土：超固結(jié)土：指歷史地

5、面高于現(xiàn)在地面， 正常固結(jié)土正常固結(jié)土：指歷史地面就是現(xiàn)在地面， 欠固結(jié)土欠固結(jié)土：指現(xiàn)在地面高于穩(wěn)定地面。0ppOCRc先期固結(jié)壓力的確定先期固結(jié)壓力的確定 土的先期固結(jié)壓力可由e-lgp曲線確定。 方法方法： 1）在e-lgp曲線上，找到曲率最大點(diǎn)； 2）過(guò)最大點(diǎn)作水平線和切線； 3）作水平線和切線的角平分線； 4）反向延長(zhǎng)e-lgp曲線的直線段； 5）直線段與角平分線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓力就是所求的先期固結(jié)壓力。側(cè)壓力系數(shù)和側(cè)膨脹系數(shù)側(cè)壓力系數(shù)和側(cè)膨脹系數(shù) 側(cè)壓力系數(shù)側(cè)壓力系數(shù)K0：指土體在有側(cè)限條件下，水平方向的應(yīng)力與垂直方向應(yīng)力之比。 側(cè)膨脹系數(shù)側(cè)膨脹系數(shù)： 指土體在無(wú)側(cè)限條件下，水平方向的應(yīng)變與垂直方向應(yīng)變之比。 關(guān)系：zyzxK0zyzx10K壓縮模量及變形模量壓縮模量及變形模量 壓縮模量壓縮模量Es：指土體在有側(cè)限條件下，垂直方向的應(yīng)力與垂直方向應(yīng)變之比。 變形模量變形模量E0：指土體在無(wú)側(cè)限條件下，垂直方向的應(yīng)力與垂直方向應(yīng)變之比。 關(guān)系關(guān)系：vzzsaeE11zzE0)121