清华大学胡黎明土力学-地基沉降.pptx

土 力 学清华大学土木水利学院岩土工程研究所土力学（1）绪 论第一章 土的物理性质与工程分类第二章 土的渗透性和渗透破坏第三章 土中应力计算第四章 土的压缩性和地基沉降量计算第五章 土的强度第四章土的压缩性和地基沉降量计算第一讲工程中的问题：如何计算地基基础沉降量？第四章 土的压缩性和地基沉降量计算 与地基沉降量计算相关的土应力-应变关系，主要是侧限条件下应力-压缩变形的关系 地基最终沉降量计算的原理、方法和实际应用中的问题 地基沉降过程计算的理论与方法第四章 土的压缩性和地基沉降量计算§4.1 土的压缩性§4.2 地基最终沉降量的计算—分层总和法§4.3 地基沉降与时间的关系§ 4.1 土的压缩性土的压缩性是指土在静力作用下体积缩小的特性§4.1.1 土的变形特点一. 土的变形机理二. 土的变形特性测定方法三. 土的本构关系模型简介§4.1.2 侧限应力状态下土的变形特性§4.1 土的压缩性§ 4.1.1 土的变形特点一、 土的变形机理思考：土受力以后如何变形？ 应力～应变～变形土体变形有什么特殊性？(与其它材料相比)土的工程材料特点－内因土的变形机理和特性§4.1 土的压缩性一、 土的变形机理土的工程材料特点－回顾碎散性变形包括颗粒本身的变形，但更主要的是颗粒间相对滑移；多相性变形包括结合水膜和气体的压缩与变形；三相承受与传递荷载－有效应力原理；天然性土的变形特性复杂，与地质历史、结构性有关§4.1 土的压缩性一、 土的变形机理颗粒本身的变形接触点变形、破碎，扁平颗粒挠曲、断裂变形量小，包括弹性变形和塑性变形 颗粒间的相对滑移孔隙中水和气体的排出与流入，与时间相关大孔隙消失，变形量大，土体变形的主要部分非线性、塑性变形结合水膜变形弹塑性变形、粘滞性（流变性）气体的压缩和溶解弹性变形，滞后性§4.1 土的压缩性一、 土的变形机理变形量大，变形与时间有关塑性变形大孔隙消失 接触点颗粒破碎 颗粒相对滑移 扁平颗粒断裂弹性变形 接触点处弹性变形 弹性挠曲变形 颗粒滚爬的可逆性 封闭气泡受压体应变主要是由于孔隙体积变化引起的；剪应变主要是由于土颗粒排列形态变化引起的。§4.1 土的压缩性一、 土的变形机理土的应力应变关系－非常复杂线弹性体 虎克定律：应力－应变线性关系土－复杂材料 应力－应变关系特征 弹塑性、非线性、剪胀性 应力－应变关系复杂，影响因素多 要用室内试验方法来模拟不同加载条件§4.1 土的压缩性§ 4.1.1 土的变形特点一、 土的变形机理 － 小结土的变形特点：变形量大、变形与时间相关体应变主要是由于孔隙体积发生了变化剪应变主要是由于土颗粒排列形态发生了变化内因：土的碎散性，多相性以及与天然性有关的各向异性、结构性、非均匀性等特点土的应力应变关系：弹塑性、非线性、剪胀性§4.1 土的压缩性§ 4.1 土的压缩性§4.1.1 土的变形特点一. 土的变形机理二. 土的变形特性测定方法三. 土的本构关系模型简介§4.1.2 侧限应力状态下土的变形特性§4.1 土的压缩性§4.1 土的压缩性§4.1.1 土的变形特点二、 土的变形特性测定方法教学试验室内试验三轴压缩试验侧限压缩试验载荷试验与旁压试验（P123）标准贯入试验与静力触探试验（P140）轴对称问题特殊应力状态一维问题现场试验自学二、 土的变形特性测定方法三轴压缩试验试验设备：三轴仪：试验、控制、量测系统应力状态：三轴应力 = 等向压缩 + 偏差应力试验类型： 固结排水 固结不排水 不固结不排水 二、 土的变形特性测定方法试验仪器：三轴仪轴向位移量测主机框架 试验系统 控制系统 量测系统 压力室压力表轴向力量测体变管孔压传感器压力室底座Casagrande 1930年首先使用，可控制排水条件；可完整的描述试样受力、变形和破坏的全过程；可进行不同应力路径的试验；应力状态明确；变形量测简单调压阀离合器主机马达压力泵§4.1 土的压缩性试样二、 土的变形特性测定方法－三轴压缩试验三轴压缩试验过程 常规试验围压不变制样施加周围压力施加竖向附加应力直至试样破坏(?1-??)轴向加压杆顶帽压力室透水石有机玻璃罩排水管橡皮膜阀门压力水§4.1 土的压缩性?????土试样?????二、 土的变形特性测定方法－三轴压缩试验应力状态试样是轴对称应力状态 竖直应力?z是大主应力?1 ； 水平向应力 ?2 = ?3三轴试样的应力状态??????§4.1 土的压缩性??(?1-??)f二、 土的变形特性测定方法－三轴压缩试验三轴试验剪切过程中的莫尔圆变化量测系统可以量测孔压变化或体积变化(?1- ?3)f/2?3§4.1 土的压缩性二、 土的变形特性测定方法－三轴压缩试验试验类型：排水与固结条件 仪器特点：试样内有管道与外测水管或孔压量测装置连接，可以通过阀门开关控制排水与