土力学课件5章(new).ppt

2.压缩定律 (Compression law) 太沙基渗压模型 Terzaghi’s seepage pressure model 1.模型组成 (Model composition) （1）弹簧 (Spring)—土骨架 (Soil skeleton) （2）水(Water)—土中水(Water in soil) （3）开孔活塞板 (Piston with hole) —土的排水条件 (drainage condition of soil) （4）容器（Container）—侧限条件 (Confining condition) 2.一维渗流固结微分方程的建立(图5-21) 孔隙体积 (Void volume) 土颗粒体积 (Soil particle volume) 式中， 为固结系数，cm2/yr, Coefficient of consolidation 3. 微分方程的解 Solution of the differential equation 式中， 时间因数 (Time factor)， 无因次 (Dimensionless) 关于H：教科书P111 2、变形与有效应力或孔隙水压力关系(固结度物理意义及推导) 当av/(1+e)为常量 (Constant) 时 当 时，Ut=0.9975=99.75%，则 一维渗流固结微分方程的解 固结系数 据初始条件和边界条件利用分离变量法求解析解 时间因数 H为土层厚度，若为双面排水，取H/2。 数值方法 （numerical solution） The method of finite differences n为正奇数； 固结度（Degree of consolidation） 地基在一定压力下，经某段时间产生的变形St与地基最终变形Sod 的比值。表征地基固结或超静水压力消散的程度。 时间因数 固结系数 适用条件： 地基固结时总应力沿深度均匀分布的情况下 对于双面透水情况，一律取 不同应力分布下Ut-Tv关系曲线 超固结段回弹指数 3、欠固结土 土层中点o的自重应力 土层中点o的附加应力 实受应力 先期固结压力 变形包括两部分： 1、自重应力作用下变形 2、附加应力作用下变形 压缩指数 考虑应力历史的地基最终变形计算练习(自学） 练习1 练习2 本章的研究内容： 1、从试验出发，研究土的压缩性； 2、利用弹性理论计算土体中应力，计算地基最终变形 3、利用有效应力原理和固结理论研究地基变形与时间的关系，计算某时刻地基变形 地基最终变形S 1.地基某时刻变形St 2.达到某变形St所需时间t 土中孔隙水和气体排出 固结 土体在外部压力下，压缩量随时间增长的过程。 5.4 饱和粘土的一维固结理论 Theory of one-dimensional consolidation for fully saturated clay 一、太沙基饱和土一维渗压模型 1、意义： 模拟土中一微单元应力随时间的转化过程。 Consolidation analogue 2、各部分代表意义 The spring represents the compressible soil skeleton, the water in the cylinder the pore water and the bore diameter of the hole on the piston the permeability of the soil. The cylinder itself stimulates the condition of no lateral strain in the soil. The load carried by the spring represents the effective stress in the soil, the pressure of the water in the cylinder the pore water pressure, and the load on the piston the total stress. 3、一维渗压过程的模拟 活塞板无荷载作用： 活塞板上施压瞬间： 超静孔隙水压力 (excess pore water pressure) 固结的本质：超静水压力不断消散，有效应力相应增长的过程，即超静水压力向有效应力转化的过程。 二、土层固结过程和多层渗压模型 1、意义 模拟饱和