《土力学与地基基础》课程教学课件（PPT讲稿）第四章 土的压缩性和地基沉降计算 第一节 概述 第二节 土的压缩性 第三节 地基沉降量计算

第四章土的压缩性和地基沉降计算第一节 概述（均匀）沉降（量）■差异沉降（量）1

1 第四章 土的压缩性和地基沉降计算 第一节 概述 ◼ （均匀）沉降（量） ◼ 差异沉降（量）

第二节土的压缩性一、侧限压缩试验（固结试验）试验时，逐级加大竖向应力，，通过百分表测得每级压应力作用下达到稳定时试件的竖向变形量S，换算成应变&。规定每小时变形量不超过0.005mm即认为变形已经稳定。必要时，可做加载-卸载-再加载试验。2

2 第二节 土的压缩性 一、侧限压缩试验（固结试验） ◼ 试验时，逐级加大竖向应力1 ’，通过百 分表测得每级压应力作用下达到稳定时 试件的竖向变形量S，换算成应变。规 定每小时变形量不超过0.005mm即认为变 形已经稳定。必要时，可做加载-卸载-再 加载试验

门6+U32-80mm图4-1侧限压缩试验装置1—试件；2—环刀，3—透水石；4-传压板：一内环。5—水槽；6——百分表；7—

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（一）压缩曲线根据试验结果，可绘制土在侧限条件下的压缩曲线。将压缩曲线上任意一小段的割线斜率定义为相应于该段应力范围内土的侧限变形（压缩）模量E，（kPa或MPa），即Ag'E(4 -1)A8

4 （一）压缩曲线 ◼ 根据试验结果，可绘制土在侧限条件下 的压缩曲线。 ◼ 将压缩曲线上任意一小段的割线斜率定 义为相应于该段应力范围内土的侧限变 形（压缩）模量Es（kPa或MPa），即 (4 -1)      Es =

竖向应力福Ag'EE, :Ae4B①：初始加荷段@(3112②：卸荷段E.A③：再加荷段D②CDK图4-2侧限条件下土的应力-应变关系曲线

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土的侧限变形模量E特点：>E,不是常数，且随应力β'的增大而增大。在侧限条件下，土粒的排列愈来愈紧密，王的刚度也就愈来愈大。>卸载段的割线斜率代表土在侧限条件下的回弹模量Ee，Ee>>Es。土是弹塑性体，其回弹量远小于当初的压缩量。6

6 ◼ 土的侧限变形模量Es特点： ➢ Es不是常数，且随应力 ’的增大而增大。 在侧限条件下，土粒的排列愈来愈紧密， 土的刚度也就愈来愈大。 ➢ 卸载段的割线斜率代表土在侧限条件下 的回弹模量Ee，Ee>>Es。土是弹塑性体， 其回弹量远小于当初的压缩量

>再加载段在压力小于曾经达到过的最大压应力之前，Es大，变形小。一旦超过曾经到达到过的最大压应力后，Es又开始变小。应力历史对土的压缩性有显著的影响。王在侧限条件下经过一次加载、卸载后的压缩性要比初次加载时的压缩性小许多。7

7 ➢ 再加载段在压力小于曾经达到过的最大 压应力之前，Es大，变形小。一旦超过 曾经到达到过的最大压应力后，Es又开 始变小。应力历史对土的压缩性有显著 的影响。土在侧限条件下经过一次加载、 卸载后的压缩性要比初次加载时的压缩 性小许多

1沉降量与孔隙比关系的推导设土颗粒是不可压缩的，将土的体积变化看作完全是土的孔隙体积的变化。根据图4-4所示的三相草图，分别计算施加’前试件中的固体体积V和施加’后试件中的固体体积V。8

8 ◼ 沉降量与孔隙比关系的推导： ➢ 设土颗粒是不可压缩的，将土的体积变 化看作完全是土的孔隙体积的变化。 ➢ 根据图4-4所示的三相草图，分别计算施 加 ’前试件中的固体体积Vs和施加 ’后 试件中的固体体积Vs ’

1孔隙VsxeoVsxeHoVs固体（土粒）试件横截面积A图4-4三相草图Q

9 Vs Vse0 Vse

V.V-Vs因为eV.Vs=V =V, +eV, =(l+e)Vs所以土体体积V=(1+eo)V，=HoA1(a)=VHoAS1+eo1同理V(H。-S)A"(b)1+e10

10 ( ) (b) 1 1 (a) 1 1 (1 ) (1 ) ' 0 ' 0 0 0 0 H S A e V H A e V V e V H A V V eV e V V V V V V e s s s s s s s s s v − + = +  = = + =  = + = + − = = 同 理 所以土体体积 因 为