土的 壓縮試 驗(yàn)及指標(biāo).

1、第組全體成員土體產(chǎn)生壓縮的原因：土體產(chǎn)生壓縮的原因： (1)(1)固體顆粒的壓縮；固體顆粒的壓縮； (2)(2)孔隙水和孔隙氣體的壓縮，孔隙氣體孔隙水和孔隙氣體的壓縮，孔隙氣體的溶解；的溶解； (3)(3)孔隙水和孔隙氣體的排出；孔隙水和孔隙氣體的排出； 純水、固體顆粒的壓縮量常可略不計(jì)；純水、固體顆粒的壓縮量?？陕圆挥?jì)；土體壓縮主要來自孔隙水和氣的排出。土體壓縮主要來自孔隙水和氣的排出。17使土體體積減少的主要因素是（）(A)土中孔隙體積的減少；(B)土粒的壓縮(C)土中密閉氣體的壓縮；(D)土中水的壓縮Al土體受力后引起的土體受力后引起的變形：變形： 體積體積變形變形 形狀變形形狀變形 我

2、們把這種在外力作用下土體積縮小的我們把這種在外力作用下土體積縮小的特性稱為特性稱為土的壓縮性土的壓縮性。建筑物通過基礎(chǔ)將荷載傳給地基，在地基內(nèi)部將產(chǎn)生應(yīng)力和變形，從而引起建筑物基礎(chǔ)的沉降。地基、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的變形原則：SS通常在地基中是不允許發(fā)生大范圍剪切破壞。通常在地基中是不允許發(fā)生大范圍剪切破壞。總沉降總沉降 S ：初始初始(瞬時(shí)瞬時(shí))沉降沉降Sd固結(jié)沉降固結(jié)沉降Sc次固結(jié)沉降次固結(jié)沉降SsS Sd十十Sc十十Ss 地基沉降的組成地基沉降的組成水槽水槽內(nèi)環(huán)內(nèi)環(huán)環(huán)刀環(huán)刀透水石透水石試樣試樣傳壓板傳壓板百分表百分表測(cè)定：測(cè)定：軸向應(yīng)力軸向應(yīng)力軸向變形軸向變形透水孔透水孔杠桿式壓縮儀：杠桿式壓縮儀：

3、 400600kpa高壓固結(jié)儀：高壓固結(jié)儀： 16005000kpa施加荷載，靜置至變形穩(wěn)定施加荷載，靜置至變形穩(wěn)定逐級(jí)加大荷載逐級(jí)加大荷載水槽水槽內(nèi)環(huán)內(nèi)環(huán)環(huán)刀環(huán)刀透水石透水石試樣試樣傳壓板傳壓板百分表百分表測(cè)定：測(cè)定：軸向應(yīng)力軸向應(yīng)力軸向變形軸向變形Pt1p2pSt1e2e0e3e1s2s3se試驗(yàn)結(jié)果：試驗(yàn)結(jié)果：一、側(cè)限（單向）壓縮試驗(yàn)：一、側(cè)限（單向）壓縮試驗(yàn)：?jiǎn)蜗騿蜗蚬探Y(jié)儀：固結(jié)儀：應(yīng)力狀態(tài)： 1 Z 2K0 Z 3K0 Z應(yīng)變特性： Z x=0 y=0eiee01siVS+e0VS=h0AVS+eiVS=(h0-si)A(1): (1): 各級(jí)壓力與其相應(yīng)的穩(wěn)定孔隙比的關(guān)系各級(jí)壓力與

4、其相應(yīng)的穩(wěn)定孔隙比的關(guān)系曲線，簡(jiǎn)稱曲線，簡(jiǎn)稱e e 曲線曲線。 (2):(2): e e lglg曲線曲線、 e e lnln曲線曲線。000)1 (HSeeeii000HSe1ee)( （1 1）e e 曲線曲線0100200 3004000.60.70.80.91.0e ePt1p2pSt1e2e0e3e1s2s3se0i00iHSe1ee)( e 0100200 3004000.60.70.80.91.0e eea 壓縮系數(shù)：曲線上任一點(diǎn)的切線斜率壓縮系數(shù)：曲線上任一點(diǎn)的切線斜率壓縮性不同的土，其壓縮曲線的形壓縮性不同的土，其壓縮曲線的形狀是不一樣的。曲線愈陡，說明隨狀是不一樣的。曲線愈

5、陡，說明隨著壓力的增加，土孔隙比的減小愈著壓力的增加，土孔隙比的減小愈顯著，因而土的壓縮性愈高。顯著，因而土的壓縮性愈高。 一般研究土中某點(diǎn)由原來的自重應(yīng)力一般研究土中某點(diǎn)由原來的自重應(yīng)力p p1 1增加到外荷作用下增加到外荷作用下的土中應(yīng)力的土中應(yīng)力p p2 2 ( (自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和) )這一壓力間隔這一壓力間隔所表征的壓縮性時(shí)，土的壓縮性可用割線斜率代替。所表征的壓縮性時(shí)，土的壓縮性可用割線斜率代替。P1評(píng)價(jià)地基土壓縮性高低的指標(biāo)是（）(A)壓縮系數(shù)；(B)固節(jié)系數(shù)；(C)沉降影響系數(shù)；(D)參透系數(shù)A2若土的壓縮曲線（e-p曲線）較陡，則表明（）(A)土的壓

6、縮性較大(B)土的壓縮性較小(C)土的密實(shí)度較大(D)土的孔隙比較小Aea e 0100200 3004000.60.70.80.91.0e ea a1-21-2常用作比較土的常用作比較土的壓縮性大小壓縮性大小土的類別土的類別a a1-21-2 (MP (MPa a-1-1) )高壓縮性土高壓縮性土0.50.5中壓縮性土中壓縮性土0.10.10.50.5低壓縮性土低壓縮性土0.10.1P1若土的壓縮系數(shù)a1-2=0.1MPa-1,則該土屬于（）(A)低壓縮性土；(B)中壓縮性土；(C)高壓縮性土；(D)低靈敏土BPe 0100200 3004000.60.70.80.91.0e eszE 側(cè)限

7、壓縮模量側(cè)限壓縮模量, ,KPKPa a , ,MPMPa a壓縮模量：壓縮模量：土在完全側(cè)限條件土在完全側(cè)限條件下的豎向附加壓應(yīng)下的豎向附加壓應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變?cè)隽εc相應(yīng)的應(yīng)變?cè)隽恐戎担恐戎担∕PaMPa) )。即即：E ES S= =z z/ /z z z0e1e 土的類別土的類別E ES S ( (MPMPa a) )高壓縮性土高壓縮性土 4 4中壓縮性土中壓縮性土4 41515低壓縮性土低壓縮性土1515PEs與a關(guān)系推導(dǎo)1土的壓縮模量越大，表示（）(A)土的壓縮性越高；(B)土的壓縮性越低(C)e-p曲線越陡；(D)e-lgp曲線越陡B(2)(2)、e e lglg 曲線曲線10

8、010000.60.70.80.9e ee e 曲線缺點(diǎn)：壓力區(qū)間較小曲線缺點(diǎn)：壓力區(qū)間較小 特點(diǎn)特點(diǎn)：有一段較長的直線段有一段較長的直線段lg(2)(2)、e e lglgP P 曲線曲線10010000.60.70.80.9e eceC(lg) C Cc c1 1壓縮指數(shù)壓縮指數(shù) 對(duì)對(duì)直線段：直線段：壓縮指數(shù)的單位問題壓縮指數(shù)的單位問題lgCc 是無量綱系數(shù)，同壓縮系數(shù)是無量綱系數(shù)，同壓縮系數(shù)a 一樣，壓一樣，壓縮指數(shù)縮指數(shù)Cc值越大，土的壓縮性越高。值越大，土的壓縮性越高。雖然壓縮系數(shù)雖然壓縮系數(shù)a 和壓縮指數(shù)和壓縮指數(shù)Cc 都是反映土的都是反映土的壓縮性的指標(biāo)，但是兩者有所不同。前者隨

9、壓縮性的指標(biāo)，但是兩者有所不同。前者隨所取的初始?jí)毫皦毫υ隽康拇笮《?，而所取的初始?jí)毫皦毫υ隽康拇笮《?，而后者在較高的壓力范圍內(nèi)卻是常量，不隨壓后者在較高的壓力范圍內(nèi)卻是常量，不隨壓力而變。力而變。(1) 土體的變形是由可恢復(fù)土體的變形是由可恢復(fù)的彈性變形和不可恢復(fù)的的彈性變形和不可恢復(fù)的塑性變形兩部份組成塑性變形兩部份組成(2)回彈曲線和再壓線曲線構(gòu)回彈曲線和再壓線曲線構(gòu)成一迴滯環(huán)，土體不是完成一迴滯環(huán)，土體不是完全彈性體的又一表征；全彈性體的又一表征； (3)回彈和再壓縮曲線比壓縮回彈和再壓縮曲線比壓縮曲線平緩得多。曲線平緩得多。 (4)當(dāng)再加荷時(shí)的壓力超過當(dāng)再加荷時(shí)的壓力超過b點(diǎn)

10、，再壓縮曲線就趨于初點(diǎn)，再壓縮曲線就趨于初始?jí)嚎s曲線的延長線。始?jí)嚎s曲線的延長線。再壓縮試驗(yàn)時(shí)土體體積變化特征：10010000.60.70.80.9e eC Cc c1 11 1C Ce eCe回彈指數(shù)（再壓縮指數(shù)）回彈指數(shù)（再壓縮指數(shù)）Ce Cc，一般一般粘性土粘性土的的Cc值在值在1.0左右左右, Ce（0.1-0.2）Cc迴滯環(huán)、割線與回彈指數(shù)：迴滯環(huán)、割線與回彈指數(shù)：lgP彈性變形部分來自土顆粒和孔隙水的彈性變形、封彈性變形部分來自土顆粒和孔隙水的彈性變形、封閉氣體的壓縮和溶解，以及薄膜水的變形等造成的變形。閉氣體的壓縮和溶解，以及薄膜水的變形等造成的變形。 塑性變形部分來自顆粒相互

11、位移、土顆粒被壓碎、孔塑性變形部分來自顆粒相互位移、土顆粒被壓碎、孔隙水和孔隙氣體被排出等造成的變形。隙水和孔隙氣體被排出等造成的變形。 土體變形機(jī)理非常土體變形機(jī)理非常復(fù)雜，土體不是理復(fù)雜，土體不是理想的彈塑性體，而想的彈塑性體，而是具有彈性、粘性是具有彈性、粘性、塑性的自然歷史、塑性的自然歷史的產(chǎn)物。的產(chǎn)物。千斤頂荷載板荷載板 加荷系統(tǒng)：承壓板：10001000 707707 500500 反力系統(tǒng)：堆載、地錨、拉桿 矩形 圓形千斤頂：測(cè)量系統(tǒng)：百分表、固定支架 每級(jí)2550KPa 不少于8級(jí) 連續(xù)2小時(shí)內(nèi)發(fā)生的變形量不超過0.1mm/h （*詳細(xì)見書92頁） 1、承壓板周圍土體明顯側(cè)向擠

12、出（砂） 2、承壓板周圍土體發(fā)生明顯裂紋（粘） 3、沉降量急劇增大，PS曲線出現(xiàn)陡降段 4、在某一擠壓力作用下，24小時(shí)內(nèi)沉降隨時(shí)間近乎等速增加 5、總沉降量S超過0.06b（b為承載板寬度或直徑） PS曲線：P(kpa)S(mm)0pcr puS荷載沉降曲線荷載沉降曲線 PS曲線分析：曲線分析： 1、oa段：壓密彈性變段：壓密彈性變形階段形階段 2、ab段：塑性變形段：塑性變形（局部剪切）階段（局部剪切）階段 3、bc段：破壞階段段：破壞階段abc比例極限荷載（臨塑荷載）極限荷載S)(pBE21變形模量在直線段：SpEBS變形模量,02.0無直線段時(shí)：取 土的變形模量與壓縮模量的關(guān)系土的變形

13、模量與壓縮模量的關(guān)系 區(qū)別區(qū)別 試驗(yàn)條件不同：土的試驗(yàn)條件不同：土的變形模量變形模量E是土是土體在無側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值；體在無側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值；而土的而土的壓縮模量壓縮模量Es是土體在完全側(cè)限條是土體在完全側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值。件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值。聯(lián)系聯(lián)系二者同為土的壓縮性指標(biāo)，在理論上二者同為土的壓縮性指標(biāo)，在理論上是完全可以相互換算的。由材料力學(xué)理論，是完全可以相互換算的。由材料力學(xué)理論，推導(dǎo)出土的變形模量與壓縮模量的關(guān)系：推導(dǎo)出土的變形模量與壓縮模量的關(guān)系： )(yxzzEEzyxK0ZZzzEKKEE00212ZZzzEKKEE00212SSEEKE)21 (0001KK土的種類和狀態(tài)土的種類和狀態(tài)礫類土（碎石土）礫類土（碎石土）0.180.250.150.20砂土砂土0.250.330.200.25輕亞粘土（粉土）輕亞粘土（粉土）0.330.25亞粘土（粉亞粘土（粉質(zhì)粘土）質(zhì)粘土）堅(jiān)硬狀態(tài)堅(jiān)硬狀態(tài)0.330.25可塑狀態(tài)可塑狀態(tài)0.430.30軟塑或流塑狀態(tài)軟塑或流塑狀態(tài)0.530.35粘土粘土堅(jiān)硬狀態(tài)堅(jiān)硬狀態(tài)0.330.25可塑狀態(tài)可塑狀態(tài)0.530.35軟塑或流塑狀態(tài)軟塑或流塑狀態(tài)0.720.42土的土的K0及及的參考值的參考值注 水注 水加 壓量 測(cè) 室注 水加 壓動(dòng) 畫 膨 脹水箱水箱量測(cè)量測(cè)鉆孔內(nèi)進(jìn)行橫向載荷試驗(yàn),用以測(cè)定較