i层土自重应力平均值p1iΔp1iΔp1i
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第四章:土的压缩性与地基变形计算 土的压缩性——土在压力作用下体积减少的特性称为土的压缩性。
其中e 1 、e 2分别为变形前后的孔隙比;S 为压缩量;H 1为压缩前试样高度。
压缩曲线及压缩性指标压缩曲线——建立坐标系,描点得e ~p 曲线,称为压缩曲线。
压缩性指标:(1)压缩系数a a 值的大小表示了e ~p 曲线的陡、缓程度,反映了 土体压缩性的高低。
但同一种土取不同的p 值,对应着不同的a 值。
用于工程计算时,应按照实际的压力间隔值选取p 1、p 2,一般p 1取自重应力, p 2取自重应力和附加应力之和,当用a 值判别土体的压缩性高低时,规范规定: p 1=100kPa ,p 2 =200 kPa ,相应的压缩系数记为a 1-2 。
a 1-2<0.1MPa -1, 低压缩性土;0.1MPa -1 <= a 1-2<0.5MPa -1中压缩性土;a 1-2 >=0.5MPa -1,高压缩性土。
(2)压缩模量E S ——完全侧限条件下,土中竖向附加应力与其相应应变的比值称为土的压缩模量,记为E S 。
计算公式:(3)压缩指数C c ——e ~logp 曲线直线段的斜率。
Cc 是无量纲小数,其值的大小同样反映了土体压缩性的高低。
C c =(e 1 - e 2)/(logp 2 -logp 1)(4)变形模量E o ——无侧限条件下,土中竖向附加应力与其相应应变的比值称为土的变形模量,记为E o 。
其中 沉降影响系数。
仅与荷载作用面形状和计算点位置有关。
μ—泊松比,b —载荷板宽度或半径。
变形模量与压缩模量间的理论关系:s E K E )21(00⋅-=μ令β=(1-2µKo),则E 0=s E β µ=0, β=0, µ=0.5, β=1.0,β处于0~1之间,所以有:Eo<Es 成立。
但这仅是理论上的关系式,实际很多土的β>1.0。
土层各层底面处的自重应力1. 什么是自重应力?自重应力,听上去是不是有点高大上?其实它就是土壤因为自己的重量而产生的压力。
想象一下,咱们站在地上,脚下的土层也在“默默地”承受着咱们的体重。
土层越厚,压力就越大,像是那种你跟朋友一起去吃自助餐,结果他点了满满一盘子,旁边的桌子都快垮掉的感觉。
土壤也有它的承受极限,超过这个极限,那就麻烦了!2. 自重应力的计算2.1 基本概念说到计算自重应力,咱们得用上一个公式,这就像是做数学题,没公式可不行。
自重应力的计算通常是基于土层的厚度和土壤的密度。
密度就像是你喝的饮料,重的喝多了,肚子可受不了。
土壤的密度越大,产生的应力也越大。
可以用公式:σ = γ * h 来表示,其中σ是自重应力,γ是单位重,h是土层厚度。
说白了,就是把土的重量分摊到每一平方厘米上。
2.2 影响因素自重应力受很多因素影响,像土层的种类、湿度、温度等等。
想象一下,夏天和冬天你穿的衣服不一样,土壤也有“季节变化”。
湿土和干土的密度不同,湿土就像你下雨天穿的雨鞋,沉甸甸的。
这样一来,自重应力也随之变化,没准儿有时候都能给你个“意外惊喜”。
3. 自重应力的应用3.1 工程建设自重应力在建筑工程中可是个大角色。
你想啊,咱们要建房子,首先得知道土层能不能承受这房子的重量。
这就好比咱们买房子得看房子的结构一样,不能随便找个地方就盖上去。
要不然,等房子竣工时,底下的土层可能会大喊:“我撑不住了!”那就惨了。
3.2 土层调查在实际应用中,土层调查也是个关键环节。
工程师们就像侦探一样,要去勘探每一层土的情况。
通过钻探、取样等方式,他们能知道每一层土的厚度、密度,甚至是它的“脾气”。
这样一来,咱们就能根据土层的情况,合理规划建筑设计。
这样就不怕土壤在关键时刻掉链子。
4. 结语总之,自重应力虽然听起来复杂,其实生活中随处可见,咱们也能从简单的日常生活中找到它的影子。
就像是那些年咱们在学校学的数学公式,其实都是为了解决生活中的各种问题。
土力学基础知识一、土的组成和物理性质1.土的矿物组成和颗粒级配(1)土的粒度成分与界限粒径粒组:粒组间的分界线是人为划定的,划分时应使粒组界限与粒组性质的变化相适应,并按一定的比例递减关系划分粒组的界限值。
1060d d C u =(1-1) 曲率系数:C d d d s =3026010(1-2)式中:d 10、d 30、d 60 ─ 分别相当于累计百分含量为10%、30%和60%的粒径,d 10称为有效粒径;d 60称为限制粒径。
土的级配与工程性质:颗分曲线平缓,不均匀系数C u 大,土粒组合不均匀,土的级配良好,工程性质好。
颗分曲线陡峭,不均匀系数C u 小,土粒组合均匀,土的级配良差,工程性质差。
工程应用:C u <5土称为匀粒土,级配不良; C u >10土级配良好。
C u =5~10,参考曲率系数C s 值,若C s =1~3则土的级配良好。
2.土的三相组成和三相指标三相比例指标可分为两种,一种是试验指标;另一种是换算指标。
试验指标:土的密度ρ、土粒密度s ρ和含水量w 换算指标:土的干密度ρd (干重度)、饱和密度sat ρ(饱和重度)、有效重度'γ、孔隙比e 、孔隙率n 和饱和度S r 。
3.土的结构4.粘性土的界限含水量与状态特征(1)界限含水量粘性土从一种状态变到另一种状态的含水量分界点称为界限含水量。
液限w L :流动状态与可塑状态间的分界含水量 塑限w p :可塑状态与半固体状态间的分界含水量 缩限w s :半固体状态与固体状态间的分界含水量。
(2)塑性指数P L P w w I −= (3)液性指数PL PL w w w w I −−=可塑状态的土的液性指数在0到l 之间,液性指数越大,表示土越软;液性指数大于1的土处于流动状态;小于0的土则处于固体状态或半固体状态。
粘性土的状态可根据液性指数分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑。
L I5.砂土的密实度相对密实度:D e ee e r =−−max max min砂土密实度划分标准密实度 密 实 中 密 松 散相对密实度1~0.67 0.67~0.33 0.33~06. 土的压实原理影响土压实性的因素很多,主要有含水量、击实功能、土的种类和级配等。