第四章土壤力学.pptVIP

; §4.1 概述; §4.2 土的压缩性及压缩性指标（一）; 侧限压缩试验 是指土在压缩过程中只能发生竖向变形，而不能发生侧向变形。 加载方式 逐级加载，要等到土样压缩相对稳定后才能施加下一级荷载。可加载、卸载、再 加载。 ;在侧限压缩条件下（如图） 压缩量计算公式： 或;压缩曲线 由压缩试验测定各级荷载pi下土样的稳定变形量si，按压缩量公式计算ei ，绘制孔隙比与压力关系曲线。 ; 土的压缩性指标 （1）压缩系数a e–p曲线上任一点的切线斜率a表示压力p作用下的压缩性 当压力变化范围p1～p2不大时，将相应的曲线用直线M1M2来代替 压缩系数a 值越大，土的压缩性就越大。 ; §4.2 土的压缩性及压缩性指标（六）;（2）压缩指数 Cc e–log p曲线直线段的斜率 压缩指数Cc越大，土的压缩性越大。 （3）压缩模??Es 在完全侧限条件下，土体竖向附加 应力σz与相应的应变增量εz之比： 压缩模量和压缩系数成反比，压缩模量越大压缩性越小。; 4.3.1 载荷试验 载荷试验原理 在试验土面上逐级加荷载并测定每级荷载下土的变形，绘制荷载-沉降曲线。 载荷试验装置和方法; §4.3 土的压缩性原位测试（二）; 地基应力与应变的关系 荷载-沉降曲线（p-s 曲线）可以分为三个变形阶段： 直线变形阶段（比例界限荷载或临塑荷载pcr） 局部变形阶段（塑性变形区逐渐扩大，压力板沉降显著增大） 完全破坏阶段（地基失稳破坏，极限荷载pu） 实际荷载不允许达到极限荷载pu，通常安全系数K=2~3。; 地基土的变形模量 地基土的变形模量是指无侧限情况下单轴受压时应力与应变之比。p-s 曲线的oa段近似成直线关系，运用弹性理论计算变形模量E0为： 式中：pcr －比例界限荷载； s －实测的沉降量； ω －沉降系数（方形板0.88，圆形板0.79）； b －矩形荷载的短边或圆形荷载的直径。; 土的变形模量与压缩模量的关系 变形模量E0是在现场土柱周围的土体起到一定的侧限作用测得的；而压缩模量Es是在室内土体完全侧限条件下测得的。 理论上E0和Es可以通过材料力学进行换算。由理论换算两者的关系： 注：此关系是理论关系，由于实际中影响因素复杂，并不能完全反映E0与Es之间的关系。; 4.3.2 旁压试验 当基础埋深较大在地下水位以下。 试验原理：使工作腔的变形符合平面应变状态，腔体外部用一块弹性膜包起来，其受到压力作用后产生膨胀，挤压孔周围的土。 旁压试验曲线p－V三个阶段： 初步接触阶段（完全紧贴压力p0）； 似弹性阶段（近似直线段，临塑压力pf）； 塑性阶段（变形迅速增加，极限压力pl）。 旁压模量由曲线第二阶段的坡度可得： 注：以上为水平向变形模量，对于各向异性材料尚需修正。; §4.4 地基的沉降量计算（一）; 4.4.1 分层总和法 基本假设和原理 对地基土分层，每一层都认为符合胡克定律 使用基底中心下的附加应力 地基土的变形条件假定为完全侧限条件，使用压缩模量 沉降计算深度，因附加应力扩散随深度而减小，工程上计算至某一深度即可。; 计算方法与步骤 (1) 计算基底平均附加应力： (2) 绘制分层剖面图 分层厚度0.4b或1~2m；计算分层界面处的自重应力σc和附加应力σz ；确定计算深度σz=(0.1~0.2)σc (3) 对每个分层厚度计算自重应力和附加应力平均值 p2=p1+σz，可以查得p1→e1, p2→e2; (4) 计算每一分层的压缩变形量 若已知土的侧限压缩模量Es 若已知土的压缩系数a 若已知土的压缩曲线e–p (5) 计算各层压缩变形量总和 分层总和法概念明确，计算简单。但假设过于理想，从而误差较大。分层总和法计算结果对于密实、硬土偏大，对松软土层偏小，可根据工程经验乘以修正系数进行调整。; 4.4.2 《地基基础规范》法计算沉降量 基本公式 s —《建筑地基地基基础规范》(GB 50007-2002) 推荐方法计算的地基最终沉降量； s’—分层总和法计算的地基最终沉降量； Ψs—沉降计算经验系数； —基础底面计算点至第i层、第i-1层土底面范围内中心点下平均附加应力系数，可查表； zi, zi-1—基础底面至第i层、第i -1层土底面的距离。; 沉降计算经验系数