[学习]东南大学土力学7压缩性

Ce 回弹指数（再压缩指数） 一般:Ce≈0.1-0.2Cc
1000 '(kPa , lg)
38
第四节 沉降计算
建筑物修建前，地基中就存在着自重应力。建筑 物的荷载通过基础底面传递给地基，使构成地基的 天然土层的初始应力状态场发生变化，产生附加应 力，导致地基土体产生变形。
地基沉降
变形原因 附加应力
加应力系数 计算，规定了地基变形计算深度zn的新 标准以及提出了地基变形计算经验系数 ，使s 得计算
成果接近于实测值。
49
※ 地基平均附加应力系数
从基础底面到其下z 深度范围内的附加应力分 布图面积A与p0z（p0为基底附加压力）的比值。
A
A z p0
p0
A /( p0z)
z
A 0 z dz
•主固结沉降(渗流固结沉降) Sc 由于超孔隙水压力逐渐向有效应力转化而发生的土渗透固结变形引起的。
是地基变形的主要部分。
•次固结沉降 Ss
主固结沉降完成以后，在有效应力不变条件下，由于土骨架的蠕变特性引起
的变形。这种变形的速率与孔压消散的速率无关，取决于土的蠕变性质，既
包括剪应变，又包括体应变。
40
三相体系
总应力由土骨架和孔隙水（气）共同承受。
对所受总应力，骨架和孔隙水（气）如何分担？ 它们如何传递和相互转化？ 它们对土的变形和强度有何影响？
土 有效应力
中
孔隙水压力
应 孔隙压力
力
孔隙气压力
9
饱和土中的孔隙水压力 ➢静孔隙水压力（Static pore water pressure）
由静水位产生的孔隙水压力。
19
C点： h1 h sat 2 w (h2 h) h1 h2 wh

0.9
e
0Байду номын сангаас8
p
0.7
0.6 0 100 200 300
侧限压缩模量(侧限变形模量), kPa , MPa
Es
p
z
p e /(1 e0 )
(1 e0 ) a
体积压缩系数, kPa-1 ，MPa-1
p (kPa)
400
mv
1 Es
a 1 e0
单一土层一维压缩问题－ e-p法
土的压缩性判别 Es越大，土的压缩性越小；a、mv和Cc越大，土的 压缩性越大
147m3915019419917587沉降曲线mm西安地裂缝和地面沉降问题因超抽地下水而发生地面沉降问题并加剧地裂缝的活动沉降的基本特点土具有变形特性荷载作用地基发生沉降荷载大小土的变形特性地基厚度一致沉降沉降量差异沉降沉降差建筑物上部结构产生附加应力影响结构物的安全和正常使用土的特点碎散三相沉降具有时间效应沉降速率沉降的分类瞬时沉降immediatesettlement加载后地基瞬时发生的沉降为土的弹性变形固结压密沉降consolidationsettlement饱和或接近饱和的土在基础荷载的作用下产生超静孔隙水压力随着超静孔压的消散土骨架产生变形所造成的沉降次固结沉降secondaryconsolidationsettlement主固结沉降完成以后在有效应力不变条件下由于土骨架的蠕变特性引起的变形
初始状态 边界条件 一般方程
渗流固结过程
一维固结基本原理
P
h P
w
P
h h
P
h 0
t0
附加应力: 超静孔压: 有效应力:
z=p u = z=p ’z=0
渗流固结过程
0t
附加应力: z=p

《土力学》课程内容及学习要求东南大学交通学院二0一一年二月《土力学》课程内容及学习要求一.课程内容第1章土的物理性质及分类1.1 概述1.2 土的组成1.2.1土中固体颗粒1.2.2土粒粒度分析方法1.2.3土中水和土中气1.3 土的三相比例指标1.3.1指标的定义1.3.2指标的换算1.4 无粘性土的密实度1.4.1砂土的相对密实度1.4.2无粘性土密实度划分的其它方法1.5粘性土的物理特征1.5.1土的可塑性和界限含水量1.5.2粘性土的可塑性指标1.6 土的分类标准1.6.1巨粒土和粗粒土的分类标准1.6.2细粒土的分类标准1.7 地基土的工程分类1.7.1建筑地基土的分类1.7.2公路桥涵地基土的分类1.7.3公路路基土的分类习题及思考题第2章土的渗透性及渗流2.1 概述2.2 土的渗透性2.2.1土的层流渗透定律2.2.2渗透试验及渗透系数2.3 渗透破坏2.3.1渗流（动水）力2.3.2流砂（土）现象2.3.3管涌和潜蚀现象习题及思考题第3章土中应力3.1 概述3.2 土中自重应力3.2.1均质土中自重应力3.2.2成层土中自重应力3.3 基底压力（接触应力）3.3.1基本概念3.3.2基底压力的简化计算3.3.3基底附加压力3.4 地基附加应力3.4.1竖向集中力作用时的地基附加应力3.4.2竖向矩形荷载作用时的地基附加应力3.4.3竖向线荷载和条形荷载作用时的地基附加应力习题及思考题第4章土的压缩性及固结理论4.1 概述4.2土的压缩性4.2.1固结试验及压缩性指标4.2.2现场载荷试验及变形模量4.2.3土的弹性模量4.3饱和土中的有效应力4.4 土的单向固结理论4.4.1饱和土的渗透（流）固结4.4.2太沙基一维固结理论第5章地基沉降5.1 概述5.2 地基最终沉降量5.2.1按分层总和法计算5.2.2最终沉降量计算方法的讨论5.3 地基沉降与时间的关系5.3.1 地基固结过程中任意时刻的沉降量5.3.2利用沉降观测资料推算后期沉降量习题及思考题第6章土的抗剪强度6.1 概述6.2 土的抗剪强度理论6.2.1库伦公式及抗剪强度指标6.2.2莫尔-库论理论及极限平衡条件6.3 土的抗剪强度试验6.3.1直接剪切试验6.3.2三轴压缩试验6.3.3无侧限抗压强度试验6.3.4十字板剪切试验习题及思考题第7章土压力7.1 概述7.2 挡土墙侧土压力7.3 朗肯土压力理论7.3.1主动土压力7.3.2被动土压力7.4库伦土压力理论7.4.1主动土压力7.4.2被动土压力7.4.3朗肯理论与库伦理论的比较第8章地基承载力8.1 概述8.2 浅基础的地基破坏模式8.3 地基临界荷载8.3.1地基塑性区边界方程8.3.2地基的临塑荷载和临界荷载8.4 地基极限承载力8.4.1普朗德尔和赖斯纳极限承载力8.4.2太沙基极限承载力8.4.3魏锡克和汉森极限承载力8.5 地基容许承载力和地基承载力特征值习题及思考题第9章土坡和地基的稳定性9.1 概述9.2 无粘性土坡的稳定性9.3 粘性土坡的稳定性9.3.1整体圆弧滑动法土坡稳定分析9.3.2毕肖普条分法土坡稳定分析9.4地基的稳定性习题及思考题二.学习要求1土的物理水理性质及工程分类要求：1）土的成因类型2）土的三相图3）土的试验指标、计算指标的定义及定义式4）土的物理指标的定义及定义式或计算式5）土的物理指标之间关系6）无粘性土的密实度指标7）粘性土的稠度特征指标8）土的渗透性及压实性9）土的工程分类：国标、部标2土中应力计算要求：1）自重应力概念及计算2）基底（附加）压力概念及计算3）Boussinesq假定及解答4）空间问题附加应力计算：角点法、叠加原理均布荷载、三角形荷载、梯形荷载矩型基础5）Flamant假定及解答6) 平面问题附加应力计算：角点法、叠加原理均布荷载、三角形荷载、梯形荷载条型基础7）有效应力原理3土的压缩性及沉降计算要求：1）土的压缩性及压缩性指标2）载荷试验及变形模量3）地基沉降计算：分层总和法、规范法4）土的单向固结理论5）沉降与时间的关系：两类工程问题6）利用沉降观测资料求后期沉降4土的抗剪强度要求：1）土的抗剪强度：Coulomb定理、Mohr- Coulomb定理土体的极限平衡条件2）抗剪强度试验：直剪试验、三轴试验、无侧限抗压强度试验5土压力要求：1）土压力的概念及类型2）静止土压力计算3）朗肯土压力理论：基本原理、适用条件、计算公式工程中朗肯土压力计算4）库伦土压力理论：基本原理、适用条件、计算公式6地基承载力要求：1）地基破坏模式2）地基的临塑荷载、临界荷载的定义、计算3）地基极限荷载的定义、计算：普朗达尔、太沙基、汉森公式4）地基容许承载力和地基承载力特征值7土坡和地基的稳定性要求：1）无粘性土坡的稳定性计算2）粘性土坡的稳定性计算：整体稳定分析法、条分法三.学习计划安排四.教材及参考书1．土力学（第二版），东南大学等校合编，中国建筑工业出版社，2005 2．土质学与土力学，洪毓康，人民交通出版社。

1.土力学—利使劲学的普通原理，研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。

它是力学的一个分支。

2.地基：为支承基础的土体或岩体。

在结构物基础底面下，承受由基础传来的荷载，受建造物影响的那部分地层。

地基分为天然地基、人工地基。

3.基础：将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。

基础根据埋置深度不同划分为浅基础、深基础第二章土的三相组成及土的结构1.土的三相：水（液态、固态）气体（包括水气）固体颗粒（骨架）2.原生矿物。

即岩浆在冷凝过程中形成的矿物。

3.次生矿物。

系原生矿物经化学风化作用后而形成新的矿物4.粘土矿物特点：粘土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体，颗粒成片状，是由硅片和铝片构成的晶胞所组叠而成。

5. d60—小于某粒径的土粒质量占土总质量60％的粒径，称为限定粒径（限制粒径）； d10—小于某粒径的土粒质量占土总质量10％的粒径，称为有效粒径；6.毛细水：受到水与空气交界面处表面张力的作用、存在于地下水位以上的透水层中自由水7.结合水－指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。

这种电分子吸引力高达几千到几万个大气压，使水分子和土粒表面结实地粘结在一起。

结合水分为强结合水和弱结合水两种。

8.强结合水：紧靠土粒表面的结合水，其性质临近于固体，不能传递静水压力，具有庞大的粘滞性、弹性和抗剪强度，冰点为-78度，粘土只含强结合水时，成固体状态，磨碎后成粉末状态。

9.弱结合水:强结合水外围的结合水膜。

10.土的结构:指土粒单元的大小、形状、互相罗列及其联结关系等因素形成的综合特征。

土的结构和构造对土的性质有很大影响。

7.土的构造:物质成分和颗粒大小等都相近的同一土层及其各土层之间的互相关系的特征称之。

第三章1.土的天然密度：土单位体积的质量称为土的密度(单位为g／cm３或t／m３)，2.土的含水量：土中水的质量与土粒质量之比(用百分数表示)3.土粒相对密度（比重）：土的固体颗粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比。