土的压缩与固结绪论.pptVIP

第4章 土的压缩与固结 主要内容 概 述 土的压缩特性 单向压缩量公式 地基沉降计算的e－p曲线法 地基沉降计算的e－lgp曲线法 地基沉降与时间关系－土的单向固结理论 一般条件下的地基沉降 第1节 概述 第2节 土的压缩特性 在三维应力边界条件下，饱和土体地基受荷 载作用后产生的总沉降量S可以看作由三部分 组成：瞬时沉降Si、主固结沉降Sc、次固结沉降Ss，即 S=Si+Sc+Ss 瞬时沉降是指在加荷后立即发生的沉降。对于饱和粘土来说，由于在很短的时间内，孔隙中的水来不及排出，加之土体中的水和土粒是不可压缩的，因而瞬时沉降是在没有体积变形的条件下发生的，它主要是由于土体的侧向变形引起的，是形状变形。 二、土的压缩性指标 对于天然土，当OCR＞1时，该土是超固结土；当OCR=1时，则为正常固结土。如果土在自重应力po作用下尚未完全固结，则其现有有效应力poˊ小于现有固结应力po，即poˊ＜ po，这种土称为欠固结土。对欠固结土，其现有有效应力即是历史上曾经受到过的最大有效应力，因此，其OCR=1，故欠固结土实际上是属于正常固结土一类。 问题：OCR能否1? 第3节 单向压缩量公式 二、单向压缩量公式 所以： 第4节 地基沉降计算的e～p曲线法 第5节 地基沉降计算的e～lgp曲线法 二、现场压缩曲线的推求 三、e～lgp曲线法计算地基最终沉降 【例题4－3】 第6节 地基沉降与时间关系—土的单向固结理论 因此，关于求解地基沉降与时间关系的问题，实际上就变成求解在附加应力作用下，地基中各点的超孔隙水应力随时间变化的问题。因为一旦某时刻的超孔隙水应力确定，附加有效应力就可根据有效应力原理求得，从而，根据上节介绍的理论，求得该时刻的土层压缩量。 二、太沙基单向固结理论 （6）地面上作用着连续均布荷载并且是一次施加的。 三、固结度及其应用 某一点的固结度对于解决工程实际问题来说并不重要，为此，常常引入土层平均固结度的概念，它被定义为 【例题4－4】 四、土的流变概述 本章作业 作业：[4-1]~[4-4] THE END FOR CHAPTER FOUR 那么，仓库中心点的沉降量为 一、单向固结模型 土的单向固结模型是一个侧壁和底部均不能透水，其内部装置着多层活塞和弹簧的充水容器。当模型受到外界压力作用时，由弹簧承担的应力即相当于土体骨架所承担的有效应力σ′，而由容器中的水承担的应力即相当于土体内孔隙水所承担的孔隙水应力u。 第四章 土的压缩与固结 现在我们来分析当模型顶面的活塞受到均布压力作用后其内部的应力变化及弹簧的压缩过程，即土体的固结过程。 1、加荷之前：平衡 2、加荷瞬时t=0：σ’=0, u0=p, h0=u0/rw 3、加荷经时间t后： σ’0, up, p=u+σ’ 4、时间t趋于无穷大： u=0, σ’=p 从固结模型模拟的土体的固结过程可以看出：在某一压力作用下，饱和土的固结过程就是土体中各点的超孔隙水应力不断消散、附加有效应力相应增加的过程，或者说是超孔隙水应力逐渐转化为附加有效应力的过程，而在这种转化的过程中，任一时刻任一深度上的应力始终遵循着有效应力原理，即p=u+ σ′。 基本假定： （1）土是均质、各向同性且饱和的； （2）土粒和孔隙水是不可压缩的，土的压缩完全由孔隙体积的减小引起； （3）土的压缩和固结仅在竖直方向发生； （4）孔隙水的向外排出符合达西定律，土的固结快慢决定于它的渗流速度； （5）在整个固结过程中，土的渗透系数、压缩系数等均视为常数； 第四章 土的压缩与固结 不透水岩层上：均质、各向同性的饱和粘土层；连续均布荷载； t=0时： h0=u0/rw＝ p/rw t=t时：顶面测压管h=u/rw ；底面与顶面测压管水头差dh; t=t时：顶面流出 q； 底面流入: dt时间内净流出水量： dt内，单元体上的有效应力增量为dσ’，则单元体体积的减小可根据式(4-13) 表示为 第四章 土的压缩与固结 由于在固结过程中，外荷保持不变，因而在z深度处的附加应力也为常数，则有效应力的增加将等于孔隙水应力的减小 (4-37) 任何时刻t，任何位置z，土体中孔隙水压力u都必须满足该方程。反过来，在一定的初始条件和边界条件下，由式（4-37）可以求解得任一深度z在任一时刻t的孔隙水应力的表达式。 第四章 土的压缩与固结 式（4－37）在一定的边界条件下可求得解析解： 对于图4-24所示的土层和受荷情况，其初始条件和边界条件为 t=0以及0≤z≤H时，u0=p 0t∞以及z=H时， q=0, 从而 t=∞以及0≤z≤H时， u=0 分离变量法求解： 式中，m——正奇数（1，