土的压缩试验及各类指标54页PPT

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o 砂土
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ib 密实粘土 i
i 砾土
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42
渗透系数的测定
常水头试验法
室内试验测定方法
变水头试验法
野外试验测定方法 井孔抽水试验
井孔注水试验
.
43
渗透变形的形式 流土：在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒群同时起动 而流失的现象。它主要发生在地基或土坝下游渗流溢出处。
的体积变化。
mV
V pV
1 e1 1 e2 p 1 e1
e1 e2 e 1
p 1 e1 p 1 e1
av
1 e1
p
孔隙 土粒
体积
e1 1+e1 e2 1+e2
1
.
25
2.1.2.4 变形模量
变形模量E ：土体在无侧限条件下应力与应变之比。
E z
z
广义虎克定律
S1 ave1pHm vpHE 1spH
.
32
三、分层总和法
计算地基的沉降时，在地 基可能产生压缩的土层深度内， 按土的特性和应力状态的变化将 地基分为若干（n）层，假定每 一分层土质均匀且应力沿厚度均 匀分布，然后对每一分层分别计 算其压缩量Si，最后将各分层的 压缩量总和起来，即得地基表面 的最终沉降量S，这种方法称为 分层总和法。
.
48
三、饱和土的一维固结理论 基本假定：
V 0 H 0 A V S V V 0 V S e 0 V S V S ( 1 e 0 )

课程目标
01
掌握土的压缩和固结的基本原理和计算方法。
02
了解土的压缩和固结的工程应用和实践案例。
03
培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
CHAPTER
02
土的压缩性
土的压缩性定义
土的压缩性是指土在 压力作用下体积减小 的性质。
土的压缩性是评价土 的工程性质的重要指 标之一。
土的压缩过程是不可 逆的，与土的固结不 同。
详细描述
在隧道工程建设中，土的压缩与固结对隧道 开挖面的稳定性和支护结构的受力状态具有 重要影响。隧道开挖过程中，需考虑土的压 缩性以控制隧道收敛和变形；同时，固结过 程会影响土体强度和隧道支护结构的稳定性 。因此，了解土的压缩与固结规律对于隧道
工程的安全施工和稳定性控制至关重要。
土的压缩与固结在边坡工程中的应用
固结系数的确定
固结系数是描述孔隙水排出速 度的参数，与土体的渗透系数 、压缩性和边界条件等因素有 关。
确定固结系数的方法包括室内 试验、原位试验和数值模拟等 。
固结系数的确定对于准确预测 土体的固结过程和工程安全具 有重要的意义。
CHAPTER
04
土的固结试验
固结试验设备
固结仪
用于模拟土体在压力作用 下的固结过程，通常由压 力室、加压系统、排水系 统等组成。
对未来研究的展望
01 02 03 04
随着工程建设的不断发展，土的压缩与固结的研究将越来越受到重视 。
未来研究可以进一步探讨土的压缩与固结的微观机制和本构模型，提 高土力学模型的精度和适用性。
此外，未来研究还可以加强土的压缩与固结与环境因素的相互作用， 如气候变化、污染物排放等对土的压缩与固结的影响。

25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
土的压缩试验及各类指标（医学知识）
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚

试验时是通过加荷装置和加压板将压力均匀地施加到 土样上（如图4-2）。荷载逐级加上，每加一级荷载，要 等土样压缩相对稳定后，才施加下一级荷载。
土样的压缩量可通过位移传感器测量。根据每一级压 力下的稳定变形量，计算出与各级压力下相应的稳定孔 隙比。
若试验前试样的横截面积为A，土样的原始高度为h0， 原始孔隙比为e0，当加压p1后，土样的压缩量为Δh1，土 样高度由h0减至h1=h0-Δh1，相应的孔隙比由e0减至e1，如
变形模量的确定方法：
b——承压板的宽度或直径；
现场载荷试验得到的各级荷载与相应的稳定沉降量可绘制成载荷试验p－s曲线，如图4-5。
土的变形模量：是指土在无侧限压缩条件下，压应力与相应的压缩应变的比值，单位也是MPa，它是通过现场载荷试验求得的压缩性
指标，能较真实地反映天然土层的变形特性。
当采用半对数的直角坐标来绘制室内侧限压缩试验e-p关系时，就得到了e-lgp曲线（见图4-4）。
ω——与承与压板相有关应的系的数，压对刚缩性载应荷板变取ω的=0. 比值，单位也是MPa，它是通过现场
加压前土粒体积 等于加压后土粒体积 ，
变形模量与载压缩荷模量试的关验系：求得的压缩性指标，能较真实地反映天然土层
ω——与承压板有关的系数，对刚性载荷板取ω=0.
的变形特性。 它表明：在压力变化范围不大时，孔隙比的变化值(减小值)与压力的变化值（增加值）成正比。
现场载荷试验得到的各级荷载与相应的稳定沉降量可绘制成载荷试验p－s曲线，如图4-5。
由于土样受到环刀和护环等刚性护壁的约束，在压缩过程中只能发生垂向压缩，不可能发生侧向膨胀，所以又叫侧限压缩试验（图4-2
）。 变形模量的确定方法：
根据每一级压力下的稳定变形量，计算出与各级压力下相应的稳定孔隙比。

室内击实试验原理与方法
3 最大干密度与最优含水量的影响因素
1. 土体击（压）实的目的
土的击(压)实是在一定的击实功 作用下，土颗克服粒间阻力产生位 移，土粒重新排列，使土中孔隙减 小密实度增加的过程；理论上，在 某一含水量下将土压到最密，就是 将土中所有的气体从孔隙中赶走， 使土体达到饱和。
击实手段：夯打、碾压、振动等
思考: 理论上完全饱和线如何绘制？
ρd
击数
40
30
20
Sr 80%
d
dsw
1 e
Sr
d s
e
0
ω
3. 最大干密度与最优含水量的影响因素
土类和级配的影响:
土的级配对土的压实性影响很大。级配良好的土，易于压实，级配不良的土，不易压实。
在相同击实功能下，粘性土粘粒含量愈高或塑性指数愈大，压实愈困难，最大干密度愈小， 最优含水率愈大；粗粒含量多、级配好的土，最大干密度较大，最优含水率较小。
ρd
无粘性土在实际填筑中，通常要不 断洒水使其在较高的含水量下压实。
0
无粘性土的击实曲线
无粘性土在干燥或洒水饱和状态下，采用振动 击实效果较好，其密实程度用相对密实度来衡量；饱 和无粘性土当相对密实度大于0.7～0.75时，是力学 ω 性质的转折点，强度明显增加，变形显著减小。
土的压缩性
目录
1
土的压缩性概念
2
土体压缩的实质
1. 土的压缩性概念
土的压缩性: 是指土在压力作用下体积缩小的特性
土压缩量的组成:
固体颗粒的压缩 土中水的压缩 空气的排出 水的排出
占总压缩量的1/400不到，忽略 压缩量主要组成部分
1. 土的压缩性概念

CHAPTER
03
土的压缩性试验方法
室内压缩试验
总结词
室内压缩试验是测定土的压缩性最常用和最直接的方法，通 过控制土样在侧限压力下的应变，可以获得土的压缩性指标 。
详细描述
室内压缩试验通常在压力室中进行，将土样置于刚性容器中 ，施加侧限压力，使土样在恒定的压力下产生压缩变形。通 过测量土样的初始和最终尺寸变化，可以计算土的压缩系数 、压缩模量等指标。
旁压试验
总结词
旁压试验是一种原位测试方法，通过在土体中施加侧向压力，测量土体的压力和变形关系，以评估土的压缩性和 承载能力。
详细描述
旁压试验通常使用旁压仪进行。旁压仪是一种可以施加侧向压力的装置，通过向土体中施加压力，使土体产生变 形并记录压力与变形的关系。根据试验结果，可以获得土的旁压模量、无侧限抗压强度等参数，从而评估土的压 缩性和承载能力。
边坡稳定性案例分析
总结词
边坡稳定性是土力学中的重要问 题，土的压缩性是影响边坡稳定 性的重要因素，通过案例分析可 以深入了解其作用机制。
详细描述
边坡稳定性案例分析应包括边坡 失稳现象描述、土的压缩性对边 坡稳定性的影响分析、边坡加固 措施以及加固效果评估等。
THANKS
感谢观看
密度
压力
含水率越高，土的压缩 性越大。
颗粒越细，土的压缩性 越大。
密度越大，土的压缩性 越小。
压力越大，土的压缩性 越大。
CHAPTER
02
土的压缩性原理
土的孔隙与孔隙水压力
土的孔隙
土是由固体颗粒、水和空气组成的复 杂体系，其中固体颗粒和水的空间分 布形成了土的孔隙。孔隙的大小和分 布对土的性质有重要影响。
CHAPTER

③ 在某一荷载下，24小时内沉降速率不能 达到稳定标准； ④ 沉降S≥0.06b（ b为承载板宽度或直 径）。
注 意：
①P～S曲线有直线段反求得到E0； ②若P～S曲线不出现直线段，建议：
中、高压缩性土 取s1=0.02b及其对应的荷载为p1
低压缩性土 取s1＝（0.01～0．015）b及其对应的
Ⅲ阶段——塑性阶段，最 后达到极限压力Pl 。
旁压模量EM：
EM
2(1 )(V
Vm
)
p V
式中： V ——旁压器测量腔（中腔）初始固有体积（cm3）； Vm——旁压曲线直线段头尾中间的平均扩展体积（cm3
） Δp/ΔV——旁压曲线直线段的斜率（kPa/cm3）。
各模量之间的区别
模量
土的压缩性和沉降计算
会计学
1
一.侧限压缩（固结）试验(室内试验)
压缩试验——研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称固 结试验
三联固结仪
1.压缩仪（固结仪）示意图
加压活塞 刚性护环
荷载 透水石 环刀
土样
透水石
底座
注意：土样在竖直压 力作用下，由于金属 环 刀 （ 内 径 80mm ， 高 20mm ） 和 刚 性 护 环的限制，只产生竖 向压缩，不产生侧向 变形；利用百分表测 读试件的竖向变形（ 0.01mm ） ， 每 小 时 变形量不超过 0.005mm 认 为 变 形 稳 定。饱和土样时在水 槽内充水；试件不能 膨胀，侧限应力状态 。
l F l F / Ap l l
Ep Ap
Ep
Ep
为什么不用变形模量E0计算？ 基本假设
弹性力学方法 采用变形模量E0计算
s
F(1 ) 2 E

土的压缩性评价指标: 压缩系数； 压缩指数； 压缩模量； 体积压缩系数； 变形模量
5.2 固结试验及压缩性指标
仪器设备
固结仪
5.2 固结试验及压缩性指标
固结容器简图
注意：土样在 竖直压力作 用下，由于 环刀和刚性 护环的限制， 只产生竖向 压缩，不产 生侧向变形
5.2 固结试验及压缩性指标
基本原理
第5章 土的压缩性
主要内容
§5.2 土的固结试验及压缩性指标 §5.3 应力历史对土压缩性的影响 §5.4 土的变形模量 §5.5 土的弹性模量
5.1 概述
土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性
体积缩小的原因： (1)固体颗粒的压缩 (2)土中水的压缩； (3)孔隙水和孔隙气体的排出
5.1 概述
ei

e0

H i H0
(1
e0 )
H0 Hi
Hi
A
i

Hi H0

e0 ei 1 e0
5.2 固结试验及压缩性指标
操作步骤
（1）制备环刀样； （2）将环刀样装入固结容器内; （3）将装有环刀样的固结容器推入固结仪加压框内； （4）安装百分表并调零 （5）加荷。按50、100、200、400、800、1600（kpa) 加荷， 每级荷重加上60分钟时，记百分表读数一次，然后加下一级 荷载，依些类推，直到第四级荷载施加完毕为止。 （6）最后一级荷载，除加载60分钟测读一次百分表外，作 用24小时还需读一次数。
沉积土层的应力历史
5.3 应力历史对压缩性的影响
沉积土层的应力历史
OCR Pc P1
压缩至 稳定
新近沉积的黏性土、 人工填土
未压缩至稳定

土的压缩试验
精品文档
土的压缩试验
一、土的压缩试验原理 二、压缩试验设备 三、压缩试验操作步骤 四、压缩试验注意事项
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一、试验原理
地基土在外荷载作用下，水和空气 逐渐被挤出，土颗粒之间进行重组，从 而引起土的压缩变形。压缩试验就是将 天然状态下的原状土样或扰动土样置于 压缩仪器中，在不同荷载和侧限条件下 测定其压缩变形。
一下压入土样过多，以防土样压碎刀压入土样后，用刀将上 下面削平，将外壁擦净后称重（准确至0.1克）， 测定土样的湿密度。取修下的土样（不沾有凡士 林的土）测定土样试验前的含水量。
• 2、将渗压环套上透水石后放入固结仪中，面上放
湿润纸一张，而后将带有土样的环刀（刀口向下） 压入渗压环中，并在土样表面放湿润滤纸一张后 再依次加上透水石，加压活塞和传压块。
• 3、当使用杠杆式加压设备时，先要检查各部连接
（如吊钩）处是否转动灵活。然后将固结仪放入 框架内，使横梁压帽的圆弧中心与传压块稍有接 触。插入活塞杆，装上精品测文档微表，使测微表的测杆
Hi e0 ei H 0 1 e0
ei

e0

H H0
(1
e0 )
e0 Gs (1 w0 )( w / 0 ) 1
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二、试验设备
• 固结仪器 • 环刀、天平、秒表、烘箱、透水石、铝盒、
滤纸等
• 百分表
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侧限压缩（固结）仪器
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三、试验步骤
• 1、用环刀切取土样，环刀要边削土边压入，不要
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四、试验注意事项
• 1、仪器应充分接触后方能加载。 • 2、加载前，应注意杠杆调平，并预留足够
的变形空间。
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