土的压缩性及固结理论VIP免费

1第4章土的压缩性及固结理论基本内容这是本课程的重点。在学习土的压缩性指标确定方法的基础上，掌握地基最终沉降量计算原理和地基固结问题的分析计算方法。学习要求：1.掌握土的压缩性与压缩性指标确定方法；2．掌握有效应力原理；3．掌握太沙基一维固结理论；4.1概述(outline)土在自重应力或附加应力作用下，地基土要产生附加变形，包括体积变形和形状变形。对于土来说，体积变形通常表现为体积缩小。我们把这种在外力作用下土体积缩小得特性称为土的压缩性(compressibility)。Itiswellrecognizedthatthedeformationswillbeinducedingroundsoilunderself-weightornetcontactpressure.Theload-inducedsoildeformationscanbedividedintovolumetricdeformationanddeviatoricdeformation(namely,angulardistortionordeformationinshape).Thevolumetricdeformationismainlycausedbythenormalstress,whichcompactthesoil,resultinginsoilcontractioninsteadofsoilfailure.Thedeviatoricdeformationiscausedbytheshearstress.Whentheshearstressislargeenough,shearfailureofthesoilwillbeinducedandsoildeformationwilldevelopcontinuously.Usuallyshearfailureoveralargeareaisnotallowedtohappenintheground.土的压缩性主要有两个特点：（1）土的压缩性主要是由于孔隙体积减少而引起的；（2）由于孔隙水的排出而引起的压缩对于饱和粘土来说需要时间，将土的压缩随时间增长的过程称为土的固结。在建筑物荷载作用下，地基土主要由于压缩而引起的竖直方向的位移称为沉降。研究建筑物沉降包含两方面的内容：一是绝对沉降量的大小，亦即最终沉降；二是沉降与时间的关系，主要介绍太沙基的一维固结理论土体产生体积缩小的原因：(1)固体颗粒的压缩；(2)孔隙水和孔隙气体的压缩，孔隙气体的溶解；孔隙水和孔隙气体的排出。由于纯水的弹模约为2×106kPa，固体颗粒的弹模为9×l07kPa，土粒本身和孔隙中水的压缩量，在工程压力(100～600kPa)范围内，不到土体总压缩量的1/400，因此常可略不计。所以，土体压缩主要来自孔隙水和土中孔隙气体的排出。孔隙中水和气体向外排出要有一个时间过程。因此土的压缩亦要一段时间才能完成。把这一与时间有关的压缩过程称为固结。土体的变形计算，需要取得土的压缩性指标，可以通过室内侧限压缩试验和现场原位试验得到。室内压缩试验亦称固结试验，是研究土压缩性最基本的方法。现场载荷试验是在工程现场通过千斤顶逐级对置于地基土上的载荷板施加荷载，观测记录沉降随时间的发展以及稳定时的沉降量s，并绘制成p-s曲线，即获得地基土载荷试验的结果。反映土的压缩性的指标主要有压缩系数、压缩模量、压缩指数和变形模量。土的压缩性的高低，常用压缩性指标定量表示，压缩性指标，通常由工程地质勘察取天然结构的原状土样进行.Characteristicofsoilcompression(1)Compressionofsoilismainlyduetothedecreaseofvoidvolume.(2)Thecompressionforaclayincreaseswiththetimes(consolidation)Groundsoilwilldeformverticallyduetostructureload.Thecontentsonstudyingstructuresettlementinclude1Theabsolutesettlement(finalsettlement)2Relationshipbetweensettlementandtime.Introducingterzaghi’s1DconsolidationtheoryReasonsofvolumetricreductionofsoilmass1Thecompressivedeformationofthesoilparticles.2Thecompressivedeformationoftheporewaterandair.Thepartialdischargeoftheporewaterandair.2Theconsolidationprocessofsaturatedsoilsisineffectaprocessofdischargeoftheporewaterandcorrespondingreductionoftheporevolume.Forsaturatedsands,porewaterisapttodischargeunderpressureduetohighpermeability;hencetheconsolidationprocesscompletesinashortlengthoftime.Forsaturatedclays,porewaterdischargesslowlyunderpressureduetolowpermeability;hencetheconsolidationprocesscompletesinalonglengthoftime.Tocalculatethedeformationofthesoilmass,itisnecessarytoknowthecompressionindexes.Theseindexescanbeobtainedfromlaboratorycompres...