土力学4土的压缩性和地基沉降计算
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第四章:土的压缩及沉降计算名词解释1、压缩系数:土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值。
2、压缩指数:在压力较大部分,e-lgp关系接近直线,其斜率称为土的压缩指数。
3、压缩模量:土在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值,或称为侧限模量。
4、变形模量:土在无侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值。
5、体积压缩系数:在单位压应力作用下单位体积的变化量。
6、超固结比:先期固结压力pc与现时的土压力p0的比值。
7、前期固结压力:指土层在历史上曾经受过的最大有效固结压力。
8、最终沉降量:地基变形稳定后基础底面的沉降量。
9、固结:土体在压力作用下,压缩量随时间增长的过程。
10、固结度:在某一固结压力作用下,经过一定时间土体发生固结的程度。
简答1、为什么可以用孔隙比的变化来表示土的压缩性?答:土体压缩的实质是孔隙体积减小的结果,土粒体积保持不变;而孔隙比反映了孔隙的体积和土粒的体积比,因此可以用孔隙比的变化来表示土的压缩性。
2、地基土变形的两个最显著的特征是什么?答:体积变形是由于正应力引起的,只能使土体产生压密,孔隙体积减小,但不会使土体产生破坏;形状变形是由剪应力引起的,在剪应力作用下土颗粒间产生移动,使土体产生剪切破坏。
3、工程中常用的压缩系数和模量是什么?如何判定土的压缩性?答:压缩系数和压缩模量都是变量,为比较土的压缩性高低,工程中常用的压缩系数和压缩模量是压力在100-200kPa下的值。
a v<0.1MPa-1低压缩性土,0.1MPa-1≤a v<0.5MPa-1中压缩性土,a v≥0.5MPa-1高压缩性土;Es<4MPa高压缩性土,4MPa≤Es<15MPa中压缩性土,Es≥15MPa低压缩性土;4、自重应力在任何情况下都不会引起地基沉降吗?为什么?答:对于正常固结土和超固结土来说,自重应力不会引起地基沉降了,但对于欠固结土(新沉积的土或刚填筑的土)来说,由于现有的固结应力大于先期固结应力,自重应力也会引起地基沉降。
教学内容设计及安排第一节土的压缩性【基本内容】 【工程实例】土体压缩性——土在压力(附加应力或自重应力)作用下体积缩小的特性。
地基土压缩-→地基的沉降 沉降值的大小取决于⎩⎨⎧性、各土层厚度及其压缩地基土层的类型、分布布建筑物荷载的大小和分地基土的压缩实质 减少。
会被压缩,也会被排出部分);)不变;但会被排出(孔隙水体积(不变;土粒体积(v as V V V V ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧ω)土的固结——土体在压力作用下其压缩量随时间增长的过程。
【讨论】土体固结时间长短与哪些因素有关?一、侧限压缩试验及e -p 曲线1.侧限压缩试验(固结试验)侧限——限制土样侧向变形,通过金属环刀来实现。
试验目的——研究测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力,或孔隙比和压力的关系,变形和时间的关系,以便计算土的各项压缩指标。
试验设备——固结仪。
2.e -p 曲线要绘制e -p 曲线,就必须求出各级压力作用下的孔隙比——e 。
如何求e ?看示意图:设试样截面积为A ,压缩前孔隙体积为V v0,土粒体积为V S0,土样高度为H 0,孔隙比为e 0(已测出)。
压缩稳定后的孔隙体积为V v ,土粒体积为V S ,土样高度为H 1,孔隙比为e ,S 为某级压力下样式高度变化(用测力计测出),cm 。
依侧限压缩试验原理可知:土样压缩前后试样截面积A 不变,V S0=V S1,则有:)1(000e H Se e +-= 利用上式计算各级荷载P 作用下达到的稳定孔隙比e ,可绘制如图3-2所示的e -p 曲线,该曲线亦被称为压缩曲线。
常规试验中,一般按P =50kPa 、100 kPa 、200 kPa 、400 kPa 四级加荷,测定各级压力下的稳定变形量S ,然后由式(3-2)计算相应的孔隙比e 。
压缩曲线⎪⎩⎪⎨⎧—压缩性低。
—平缓著。
土的孔隙比减少得愈显量作用下,—说明在相同的压力增—越陡二、压缩性指标1.压缩系数 dpde-=α α——压缩系数,MP a -1,负号表e 随P 的增长而减小。