内蒙古科技大学：《土力学与基础工程》课程教学课件（PPT讲稿）土的变形性质及地基沉降计算

上的变形性质及地基沉降计算 内蒙古科技大学 建筑与士木工程学院

土的变形性质及地基沉降计算 内蒙古科技大学 建筑与土木工程学院

第一节土的压缩性 基本概念 1、土的压缩性：地基土在压力作用下体积减小的 特性。土体积缩小包括三个方面：①土中水、气从 孔隙中排出，使孔隙体积减小；②土颗粒本身被压 缩；③土中水及封闭在土中的气体被压缩。由于在 一般的压力作用下，土粒（土的固相)和水（土的 液相)的压缩量与土的总压缩量相比十分微小，故 可近似认为土粒和水是不可压缩的

第一节 土的压缩性 一、基本概念 1、土的压缩性：地基土在压力作用下体积减小的 特性。土体积缩小包括三个方面： ①土中水、气从 孔隙中排出，使孔隙体积减小；②土颗粒本身被压 缩; ③土中水及封闭在土中的气体被压缩 。由于在 一般的压力作用下，土粒（土的固相）和水（土的 液相）的压缩量与土的总压缩量相比十分微小，故 可近似认为土粒和水是不可压缩的

2、固结：土的压缩随时间增长的过程称为固结 在荷载作用下，饱和土体中产生超静孔隙水压 力，在排水条件下，随着时间发展，土体中水被排 出，超静孔隙水压力逐步消散，土体中有效应力逐 步增大，直至超静孔隙水压力完全消散，这一过程 称为固结。 对于透水性大的无粘性土，其压缩过程在很短 时间内就可以完成。而透水性小的粘性土，其压缩 稳定所需的时间要比砂土长得多

2、固结：土的压缩随时间增长的过程称为固结。 在荷载作用下，饱和土体中产生超静孔隙水压 力，在排水条件下，随着时间发展，土体中水被排 出，超静孔隙水压力逐步消散，土体中有效应力逐 步增大，直至超静孔隙水压力完全消散，这一过程 称为固结。 对于透水性大的无粘性土，其压缩过程在很短 时间内就可以完成。而透水性小的粘性土，其压缩 稳定所需的时间要比砂土长得多

二、压缩试验和压缩性指标 (一)压缩试验和压缩曲线 1、侧限压缩试验 加压活塞 刚性护环 环J 的试验叫侧限压缩试验 透水.石 样 超 压缩仪简图

二、压缩试验和压缩性指标 （一）压缩试验和压缩曲线 1、侧限压缩试验 压缩仪简图 在 压 缩 过 程 中 只 发 生 竖 向 变 形, 不 发 生 侧 向 变 形 的 试 验 叫 侧 限 压 缩 试 验

2、变形表达式（孔隙比计算） 假定：受压前后土粒体积不变、土样横截面面积 不变。 Vv) V1-Vs1 V -1 V AH Vs1=1+ e =1+e1 V2 AH2 1+e2 因V1=Vs2 AH AH2 所以：1+e 1+e2 超 e2=el- -2(1+) H

2、变形表达式（孔隙比计算） 假定：受压前后土粒体积不变、土样横截面面积 不变

三、土的压缩曲线与压缩性指标 (一)土的压缩曲线 ,3 e 斜率C: logpz-logP1 ei e2 m2 0.9 e 0.8 0.7 0 2=200300 400500 p1=100 2中（对数坐标） (kN/m2) 压缩曲线(e-p曲线) 压缩曲线(e-lgp曲线)

三、土的压缩曲线与压缩性指标 (一).土的压缩曲线 压缩曲线（e-p曲线） 压缩曲线（e-lgp曲线）

(二).土的压缩性指标 (1)土的压缩系数 △e a≈tan e1-2 a:土的压缩系数， △pP2-P1 p1: 一般指土中自重应力； p2:自重应力加附加应力； e1:相应于p1下压缩稳定 后的孔隙比； M 斜率a=Ae=e1- △pP-P e2: 相应于p2下压缩稳定 M △p 后的孔隙比。 P

(二).土的压缩性指标 (1)土的压缩系数 a:土的压缩系数， p1：一般指土中自重应力； p2：自重应力加附加应力； e1：相应于p1下压缩稳定 后的孔隙比； e2：相应于p2下压缩稳定 后的孔隙比。 2 1 1 2 tan p p e e p e a − − =     =

a切线斜率的绝对值（理论上的，反映某压力下 土的压缩性)。e-p曲线愈陡，说明土的压缩性 愈高。所以，曲线上任意一点的切线斜率a就表 示了相应于压力作用下土的压缩性，为了便于应 用，通常采用压力由p1=100kPa增加到 p2=200kPa时所得到的压缩系数a1-2。 压缩性评价： a1-2<0.1Mpa-l 属低压缩性土。 0.1≤a1-2<0.5Mpal 属中压缩性土。 a12≥0.5Mpal 属高压缩性土。 超

a切线斜率的绝对值（理论上的，反映某压力下 土的压缩性）。 e-p曲线愈陡,说明土的压缩性 愈高。所以，曲线上任意一点的切线斜率a就表 示了相应于压力作用下土的压缩性,为了便于应 用，通常采用压力由p1=100kPa增加到 p2=200kPa时所得到的压缩系数a1-2。 a1-2<0.1 Mpa-1 属低压缩性土。 0.1≤a1-2<0.5 Mpa-1 属中压缩性土。 a1-2≥0.5 Mpa-1 属高压缩性土。 压缩性评价：

(二)土的压缩指数C。 由e~lgp曲线得到。土的elgp曲线的后 段接近直线，直线的斜率的绝对值。 e1-e2 与压缩系数 的区别？ log p,-log p 压缩指数越大，反映土的压 斜率C:= e1-e2 ogpz-logpr 缩性越高。 C0.4 高压缩性土。 2p(对数坐标)

(二)土的压缩指数Cc 由e~lgp曲线得到。土的e~lgp曲线的后 段接近直线，直线的斜率的绝对值。 2 1 1 2 log p log p e e Cc − − = 压缩指数越大，反映土的压 缩性越高。 Cc  0.2 低压缩性土； 中压缩性土 Cc  0.4 高压缩性土。 0.2  Cc  0.4 与压缩系数 的区别?

压缩系数随着起始压力和压力增量的 不同而不同，因此必须规定起始压力和同一 压力变化范围，常用a2作为判断土压缩性 的标准；而压缩指数由于选用的坐标不同，它 是e~lgp曲线后段（压力较大）部分的直线斜 率，在很大范围内是常数，所以Cc并不随压力 变化范围而异 园

压缩系数随着起始压力和压力增量的 不同而不同,因此必须规定起始压力和同一 压力变化范围,常用a1-2 作为判断土压缩性 的标准;而压缩指数由于选用的坐标不同,它 是e~lgp曲线后段(压力较大)部分的直线斜 率,在很大范围内是常数,所以Cc并不随压力 变化范围而异