概述 土具有压缩性荷载作用 荷载大小 地基发生沉降 土的压缩特性 致沉降差异沉降 地基厚度 (沉降量)(沉降差) 土的特点 (碎散、三相) 建筑物上部结构产生附加应力 沉降具有时间效应一沉降速率 影响结构物的安全和正常使用
概述 土具有压缩性 荷载作用 地基发生沉降 荷载大小 土的压缩特性 一致沉降 地基厚度 (沉降量) 差异沉降 (沉降差) 建筑物上部结构产生附加应力 影响结构物的安全和正常使用 土的特点 (碎散、三相) 沉降具有时间效应-沉降速率
概述 外因: 1.建筑物荷载作用,这是普遍存在的因素; 2.地下水位大幅度下降,相当于施加大面积荷载; 3.施工影响,基槽持力层土的结构扰动 地基土产生压缩的原 4.振动影响,产生震沉; 5.温度变化影响,如冬季冰冻,春季融化; 6.浸水下沉,如黄土湿陷,填土下沉。 内因: 1.固相矿物本身压缩,极小,物理学上有意义,对建 筑工程来说没有意义的 2.土中液相水的压缩,在一般建筑工程荷载 (100600)Kpa作用下,很小,可不计; 3.土中孔隙的压缩,土中水与气体受压后从孔隙中 挤出,使土的孔隙减小
概述 地 基 土 产 生 压 缩 的 原 因 外因: 1.建筑物荷载作用,这是普遍存在的因素; 2.地下水位大幅度下降,相当于施加大面积荷载; 3.施工影响,基槽持力层土的结构扰动; 4.振动影响,产生震沉; 5.温度变化影响,如冬季冰冻,春季融化; 6.浸水下沉,如黄土湿陷,填土下沉。 内因: 1.固相矿物本身压缩,极小,物理学上有意义,对建 筑工程来说没有意义的; 2.土中液相水的压缩,在一般建筑工程荷载 (100-600)Kpa作用下,很小,可不计; 3.土中孔隙的压缩,土中水与气体受压后从孔隙中 挤出,使土的孔隙减小
压缩性 土的压缩性是指士在压力作用下体积缩小的特性 压缩量的组成 ■固体颗粒的压缩 占总压缩量的1/400不到, 土中水的压缩 忽略不计 ■空气的排出 压缩量主要组成部分 水的排出 说明:土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果 无粘性十透水性好,水易于排出 压缩稳定很快完成 粘性土」远水性差,水不别出压缩稳定需要很长-段时间 土的固结:土体在压力作用下,压缩量随时间增长的过程
压缩性 土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性 压缩量的组成 ◼ 固体颗粒的压缩 ◼ 土中水的压缩 ◼ 空气的排出 ◼ 水的排出 占总压缩量的1/400不到, 忽略不计 压缩量主要组成部分 说明:土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果 无粘性土 粘性土 透水性好,水易于排出 压缩稳定很快完成 透水性差,水不易排出 压缩稳定需要很长一段时间 土的固结:土体在压力作用下,压缩量随时间增长的过程
压缩性 1压缩仪示意图 荷载 加压活塞 透水石注意:土样在竖直压 刚性护环 环力作用下,由子环刀 和刚性护环的限制, 只产生竖向压缩,不 土样 产生侧向变形 透水石 底座
压缩性 刚性护环 加压活塞 透水石 环刀 透水石 底座 土样 荷载 注意:土样在竖直压 力作用下,由于环刀 和刚性护环的限制, 只产生竖向压缩,不 产生侧向变形 ◼ 1.压缩仪示意图
压缩性 2e曲线 研究土在不同压力作用下,孔隙比变化视律 卩=e 土样在压缩前后变 0 形量为s,整个过 程中土粒体积和底 三士 面积不变 土粒高度在受H0H1整理 e=eo (1+e) 压前后不变 1+eo 1+e 其中 G,(1+1) 根据不同压力作用下,达到稳定的孔隙比e,绘制ep曲线, 为压缩曲线
压缩性 ◼ 2.e-p曲线 研究土在不同压力作用下,孔隙比变化规律 Vv =e0 Vs =1 H0/(1+ e 0 ) H0 Vv =e Vs =1 H1 / (1+ e ) p H1 s 土样在压缩前后变 形量为s,整个过 程中土粒体积和底 面积不变 e H e H + = 1+ 1 1 0 土粒高度在受 0 压前后不变 (1 ) 0 0 0 e H s 整理 e = e − + 1 (1 ) 0 0 0 − + Gs w w 其中 e= 根据不同压力p作用下,达到稳定的孔隙比e,绘制e-p曲线, 为压缩曲线 p
压缩性 曲线A 曲线B 曲线A压缩性>曲线B压缩性 二、压缩性指标e曲线 压缩性不同的土,曲线形状不同,曲线愈陡,说明在相同压力 增量作用下,土的孔隙比减少得愈显著,土的压缩性愈高 根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标 1压缩系数a 2压缩模量E 3变形模量E
压缩性 e0 e p p e ◼ 二、压缩性指标 e-p曲线 压缩性不同的土,曲线形状不同,曲线愈陡,说明在相同压力 增量作用下,土的孔隙比减少得愈显著,土的压缩性愈高 根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标 ◼ 1.压缩系数a ◼ 2.压缩模量Es ◼ 3.变形模量E0 曲线A 曲线B 曲线A压缩性>曲线B压缩性
压缩性 1压缩系数a 土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值 斜率a= △ec-e,利用单位压力增量所引起 △pp2-n1得孔隙比改变表征土的压 缩性高低 M de p d p 2曲线 p在压缩曲线中,实际采 用割线斜率表示土的压 《规范》用1=100kPa、P2=200kPa缩性 对应的压缩系数a13评价土的压缩性 a12<0MPa低压缩性土a △ 0.MPa1sa12<0.5MPa中压缩性土 a120.5MPa1高压缩性土
压缩性 ◼ 1.压缩系数a 土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值 p1 p2 e1 e2 M1 M2 e0 e p e-p曲线 △p △e 利用单位压力增量所引起 得孔隙比改变表征土的压 缩性高低 p e a d d = − 在压缩曲线中,实际采 用割线斜率表示土的压 缩性 2 1 1 2 p p e e p e a − − = − = 《规范》用p1 =100kPa、 p2 =200kPa 对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性 ◼ a1-2<0.1MPa-1低压缩性土 ◼ 0.1MPa-1≤a1-2<0.5MPa-1中压缩性土 ◼ a1-2 ≥0.5MPa-1高压缩性土 2 1 1 2 p p e e p e a − − 斜 率 = − =
压缩性 2压缩模量E 在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值,或称为 侧限模量 1+e, E 说明:士的压缩模量E与土的的压缩系数成反比,E愈大 a愈小,土的压缩性愈低 3变形模量E 土在无侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值 变形简与压E=E士的泊松比 一般0~05 其中 之间
压缩性 ◼ 2.压缩模量Es 土在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值,或称为 侧限模量 a e Es 1+ 1 = 说明:土的压缩模量Es与土的的压缩系数a成反比, Es愈大, a愈小,土的压缩性愈低 ◼ 3.变形模量E0 土在无侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值。 变形模量与压缩 模量之间关系 E0 = Es 其中 - =- 1 2 1 2 土的泊松比, 一般0~0.5 之间