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土力学与地基基础 昆明冶金高等专科学校 冶矿学院 地质教研室 主 讲人: 王 雅 丽 刘玉英 第三章 地基变形计算 第一节 土的压缩变形 第二节 地基最终沉降量计算 3.1.2.压缩试验及压缩性指标 （1）计算公式(假设由于土样是在侧限条件下受压缩) 当压力增加至时Pi，土样的稳定变形量为Δsi,土样的原始高度为h0 。此时，土样的孔隙比ei为： （2）压缩系数和压缩指数根据某级荷载下的稳定变形量Δsi,即可求出该级荷载下的孔隙比 ei,然后以横坐标表示压力P、纵坐标表示孔隙比e ，可绘出e-p关系曲线，压缩曲线图。 1)压缩系数α 从压缩曲线可见，在侧限压缩条件下，孔隙e比随压力p的增加而减小。压缩系数α即为在压缩曲线上相应于压力p处的切线斜率，表示在压力p作用下土的压缩性： 式中的负号表示随着压力增加，孔隙比减小。当对于Μ1Μ2区段内的压缩性可用割线Μ1Μ2的斜率表示。 设Μ1Μ2与横轴的夹角为α，则 《规范》规定:P1和P2的单位用kPa表示, α的单位用ΜPa，(或m2／ΜN)表示．则上式可写为： α大则表示在一定压力范围内孔隙比变化大，说明土的压缩性高.不同的土压缩性变化是很大的。就同—种土而言，压缩曲线的斜率也是变化的，当压力增加时，曲线的直线斜率α将减小。在实际工程中，土的压力变化范围常为100kPa-200kPa。在此压力作下土的压缩系数用 α1-2表示，利用 可评价土的压缩性高低(见表3.1 )。 2)压缩指数CC 根据压缩试验资料，如果横坐标采用对数值，可绘出 e-1gp曲线，该曲线的后半段接近直线。它的斜率称为压缩指数，用CC表示： 压缩指数愈大，土的压缩性愈高。 3）压缩模量ΕS 土的压缩模量ΕS是指在完全侧限条件下，土的竖向附加应力与应变增量ε的比值。与一般材料弹性模量的区别在于： (1)土在压缩试验时不能侧向膨胀，只能竖向变形； (2)土不是弹性体，当压力卸除后，不能恢复到原位。除了部分弹性变形外，还有相当部分是不可恢复的残余变形。 在压缩试验中，在 P1作用下至变形稳定时，土样的高度为h1，土样的孔隙比为e1 。当压力增至P2,待土样变形稳定，其稳定变形量为ΔS，此时土样的高度为 h2 ，相应的孔隙比为e2 ，根据ΕS的定义有 （4）变形模量ΕO 土的变形模量Ε0是土体在无侧限条件下的应力与应变的比值，可以由室内侧限压缩试验得到的压缩模量求得，也可通过静载荷试验确定。 1)由室内试验测定的ΕS推求Ε0 土样在侧限压缩试验时，由于受到压缩仪容器侧壁的阻挡在铅直方向的压力作用下，试样中的正应力为 σz可按下式计算: (2)由静载荷试验确定Ε0 变形模量、压缩模量的关系 σx=σy=K0σz 3．土的回弹与再压缩性质 3.2地基最终沉降量计算 地基最终沉降量是指地基在建筑物荷载作用下最后的稳定沉降量。是建筑物地基基础设计的重要内容，目前地基最终变形计算常用室内土的压缩试验成果来进行。由于室内压缩试验具有侧限条件，所以该计算未考虑侧向变形的影响。计算地基最终沉降量的方法较多，以下主要阐述计算地基最终变形的单向压缩分层总和法、规范法。 3.2.1、单向压缩分层总和法 在荷载作用下，地基最终变形计算常用单向压缩分层总和法进行。所谓单向压缩，是指只计算地基土铅直向的变形，不考虑侧向变形，并以基础中心点的沉降代表基础的沉降量。 （1）计算公式 在荷载作用下，土体的压缩情况，如前所述的压缩试验，根据前面所推结论有: 现设: △s=s，则： (1 ) 将- △e=α△p代入上式得，