土的变形与地基的沉降精选PPT.ppt

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1、关于土的变形与地基的沉降第1页，讲稿共176张，创作于星期日 本章提要本章提要 本章特点本章特点 学习难点学习难点第第5 5章章 土的变形与地基的沉降土的变形与地基的沉降 土的压缩性：测试方法和指标土的压缩性：测试方法和指标 地基的最终沉降量：分层总和法地基的最终沉降量：分层总和法 地基的沉降过程：饱和土渗流固结理论地基的沉降过程：饱和土渗流固结理论 有一些较严格的理论有一些较严格的理论 有较多经验性假设和公式有较多经验性假设和公式 应力历史及先期固结压力应力历史及先期固结压力 渗流固结理论及参数渗流固结理论及参数第2页，讲稿共176张，创作于星期日5.1 概述概述 5.2 土的压缩性的测试方

2、法土的压缩性的测试方法5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算5.5 饱和土地基的沉降与时间的关系饱和土地基的沉降与时间的关系第第5 5章章 土的变形与地基的沉降土的变形与地基的沉降第3页，讲稿共176张，创作于星期日土具有变形的特性荷载作用地基发生沉降一致沉降（沉降量）差异沉降（沉降差）在上部结构产生附加应力影响结构物的安全和正常使用5.1 概述概述土的特点（天然性、碎散性、三相性）沉降具有时间效应沉降速率第第5 5章章 土的变形与地基的沉降土的变形与地基的沉降第4页，讲稿共176张，创作于星期日墨西哥某宫殿墨西哥某宫殿左部：左部：1709

3、年年右部：右部：1622年年地基：地基：20多米厚黏土多米厚黏土工工 程程 实实 例例问题：问题：沉降沉降2.2米，且左右两米，且左右两部分存在明显的沉降差。部分存在明显的沉降差。左侧建筑物于左侧建筑物于1969年年加固加固5.1 概述概述第5页，讲稿共176张，创作于星期日工工 程程 实实 例例Kiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触5.1 概述概述第6页，讲稿共176张，创作于星期日工工 程程 实实 例例基坑开挖，引起阳台裂缝基坑开挖，引起阳台裂缝5.1 概述概述第7页，讲稿共176张，创作于星期日新新建建筑筑引引起起原原有有建建筑筑物物

4、开开裂裂5.1 概述概述第8页，讲稿共176张，创作于星期日工工 程程 实实 例例高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除5.1 概述概述第9页，讲稿共176张，创作于星期日工工 程程 实实 例例建建筑筑物物立立面面高高差差过过大大5.1 概述概述第10页，讲稿共176张，创作于星期日47m3915019419917587沉降曲线沉降曲线(mm)工工 程程 实实 例例建筑物过长：长高比建筑物过长：长高比7.6:15.1 概述概述第11页，讲稿共176张，创作于星期日F压缩性压缩性测试测试F最终沉最终沉降量降量F沉降沉降速率速率5.2 土的压缩性的测试土的压缩性的

5、测试方法方法5.3 一维压缩性及其一维压缩性及其指标指标一维压缩：基本方法一维压缩：基本方法 复杂条件：修正复杂条件：修正 一维固结一维固结 三维固结三维固结室内：三轴压缩室内：三轴压缩 侧限压缩侧限压缩室外：荷载试验室外：荷载试验 旁压试验旁压试验5.4 地基的最终沉降量地基的最终沉降量计算计算5.5 饱和土地基的沉降与饱和土地基的沉降与时间的关系时间的关系F 主线、重点：一维问题！主线、重点：一维问题！5.1 概述概述内容内容第12页，讲稿共176张，创作于星期日5.1 概述概述 5.2 土的压缩性的测试方法土的压缩性的测试方法5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标5.4 地基的最终

6、沉降量计算地基的最终沉降量计算5.5 饱和土地基的沉降与时间的关系饱和土地基的沉降与时间的关系第第5 5章章 土的变形与地基的沉降土的变形与地基的沉降第13页，讲稿共176张，创作于星期日特殊应力状态一维问题一维问题侧限压缩试验侧限压缩试验（一维固结试验）（一维固结试验）轴对称问题轴对称问题常规三轴试验常规三轴试验一般应力状态理论拓展、经验积累理论拓展、经验积累室内试验室内试验旁压试验旁压试验原位原位荷载试验荷载试验室外试验室外试验试验目的：试验目的：变形、强度特性变形、强度特性静力触探试验静力触探试验标准贯入试验标准贯入试验5.2 土的压缩性的测试方法土的压缩性的测试方法第14页，讲稿共17

7、6张，创作于星期日n 应力特点：应力特点：试样是试样是轴对称应力状态轴对称应力状态试试样样水压水压力力 3轴向力轴向力F三轴压缩试验三轴压缩试验测定：测定：轴向应变、轴向应力轴向应变、轴向应力孔隙水压力孔隙水压力5.2 土的压缩性的测试方法土的压缩性的测试方法n 试验方法：试验方法：固结：施加围压力固结：施加围压力 剪切：施加应力差剪切：施加应力差 第15页，讲稿共176张，创作于星期日 1-3 1 3=100kPa 3=300kPa 3=500kPa变形模量变形模量 变形模量：变形模量：泊松比：泊松比：弹性模量弹性模量5.2 土的压缩性的测试方法土的压缩性的测试方法三轴压缩试验三轴压缩试验（

8、强度指标（强度指标c与与：第：第6章）章）F围压围压 轴压轴压 与轴向应变与轴向应变 的关系的关系第16页，讲稿共176张，创作于星期日F仪器：仪器：固结仪、压缩固结仪、压缩仪、侧限固结仪、侧限仪、侧限固结仪、侧限压缩仪压缩仪F容器：容器：不产生侧向变形不产生侧向变形的金属容器（环刀、护环）的金属容器（环刀、护环）只允许竖向变形，即土只允许竖向变形，即土样的压缩是有侧（向）限样的压缩是有侧（向）限（制）的、竖向的、一维（制）的、竖向的、一维的的5.2 土的压缩性的测试方法土的压缩性的测试方法侧限压缩试验（一维固结试验）侧限压缩试验（一维固结试验）百分表百分表加压上盖加压上盖试样试样透水石透水石

9、护环护环环刀环刀压缩压缩容器容器固结仪示意图固结仪示意图第17页，讲稿共176张，创作于星期日F土样尺寸：土样尺寸：直径：直径：6.18cm（面积（面积30cm2），高度），高度2cmF透水石：透水石：模拟排水条件模拟排水条件5.2 土的压缩性的测试方法土的压缩性的测试方法侧限压缩试验（一维固结试验）侧限压缩试验（一维固结试验）百分表百分表加压上盖加压上盖试样试样透水石透水石护环护环环刀环刀压缩压缩容器容器固结仪示意图固结仪示意图F应力特点：应力特点：侧向应力侧向应力 侧向应变侧向应变第18页，讲稿共176张，创作于星期日F加载方式：加载方式：从小到大，分级加压；从小到大，分级加压；在某级荷载

10、作用下，待在某级荷载作用下，待土样的变形稳定后，施加土样的变形稳定后，施加下一级荷载下一级荷载（加压（加压稳定稳定加压）加压）5.2 土的压缩性的测试方法土的压缩性的测试方法测定：测定：轴向压缩应力轴向压缩应力p轴向压缩变形轴向压缩变形S侧限压缩试验（一维固结试验）侧限压缩试验（一维固结试验）P1s1ptsP2s2P3s30第19页，讲稿共176张，创作于星期日 （侧限）压缩模量：（侧限）压缩模量：土的一般化的压缩曲线土的一般化的压缩曲线1 1Es1 1Eez=pz非线性非线性弹塑性弹塑性5.2 土的压缩性的测试方法土的压缩性的测试方法侧限压缩试验（一维固结试验）侧限压缩试验（一维固结试验）初

11、始加载：初始加载：卸载和重加载：卸载和重加载：第20页，讲稿共176张，创作于星期日三轴压缩试验：存在破坏应力三轴压缩试验：存在破坏应力z=pz侧限压侧限压缩试验缩试验常规三常规三轴试验轴试验5.2 土的压缩性的测试方法土的压缩性的测试方法三轴压缩试验三轴压缩试验与与侧限压缩试验侧限压缩试验的应力应变关系曲线的比较的应力应变关系曲线的比较1e0e孔隙孔隙固体固体颗粒颗粒e侧限压缩试验：不存在破坏应力、存在侧限压缩试验：不存在破坏应力、存在体积压缩极限体积压缩极限第21页，讲稿共176张，创作于星期日变形模量变形模量 E E 与（侧限）压缩模量与（侧限）压缩模量 E Es s 之间的之间的关系关

12、系（相同的初始状态）（相同的初始状态）5.2 土的压缩性的测试方法土的压缩性的测试方法虎克定律虎克定律侧限条件侧限条件代入以上代入以上3式，分别得式，分别得将将(2)式代入式代入(1)式式侧限条件下的模量第22页，讲稿共176张，创作于星期日 弹性变形弹性变形 接触点处弹性变形接触点处弹性变形 弹性挠曲变形弹性挠曲变形 颗粒翻转的可逆性颗粒翻转的可逆性 封闭气泡受压封闭气泡受压 塑性变形塑性变形 大孔隙消失大孔隙消失 接触点颗粒破碎接触点颗粒破碎 颗粒相对滑移颗粒相对滑移 扁平颗粒断裂扁平颗粒断裂土体的变形特性土体的变形特性土体的特点：散粒体土体的特点：散粒体F体应变主要由孔隙体积变化引起体应

13、变主要由孔隙体积变化引起F剪应变主要由土颗粒的大小和排列形态变化引起剪应变主要由土颗粒的大小和排列形态变化引起土体变形的机理土体变形的机理5.2 土的压缩性的测试方法土的压缩性的测试方法孔隙孔隙固体固体颗粒颗粒第23页，讲稿共176张，创作于星期日5.1 概述概述 5.2 土的压缩性的测试方法土的压缩性的测试方法 5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算5.5 饱和土地基的沉降与时间的关系饱和土地基的沉降与时间的关系第第5 5章章 土的变形与地基的沉降土的变形与地基的沉降第24页，讲稿共176张，创作于星期日应力历史对土的力学性质的影响应力历

14、史对土的力学性质的影响前期固结压力（先期固结压力）前期固结压力（先期固结压力）pc先期固结压力先期固结压力pc与现有覆盖土重与现有覆盖土重p1的关系的关系原位压缩曲线的推求原位压缩曲线的推求侧限压缩试验侧限压缩试验5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标 p（或（或）曲线）曲线ep（或（或）曲线）曲线elgp（或（或lg）曲线）曲线（侧限）压缩模量（侧限）压缩模量Es体积压缩系数体积压缩系数mv压缩系数压缩系数a压缩指数压缩指数Cc回弹指数回弹指数Ce第25页，讲稿共176张，创作于星期日5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标P1s1ptsP2s2P3s30p曲线曲线p曲线曲线孔隙孔

15、隙固体固体颗粒颗粒HSpn 测定测定 每级压力每级压力p p作用下，作用下，试样的压缩变形试样的压缩变形S S第26页，讲稿共176张，创作于星期日初始加载初始加载Es卸载和重加载卸载和重加载Een 体积压缩系数体积压缩系数单位单位压应力压应力变化变化引起引起的的单位体积单位体积的体积的体积变变化化n（侧限）压缩模量（侧限）压缩模量kPa,MPa5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标p曲线及相应指标曲线及相应指标土的一般化的压缩曲线土的一般化的压缩曲线1 1Es1 1EepE E大大压缩性小压缩性小m mv v大大压缩性大压缩性大第27页，讲稿共176张，创作于星期日n 测定测定 每级压

16、力每级压力p p作用下，作用下，试样的压缩变形试样的压缩变形S S5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标ep曲线曲线ep曲线曲线1e0e孔隙孔隙固体固体颗粒颗粒H0Sep由三相草图：由三相草图：第28页，讲稿共176张，创作于星期日F不同的土：不同的土：a不同；不同；a大大 压缩性大压缩性大F同一个土，同一个土，a常数；常数；a与应力与应力p有关有关F通常用通常用a1-2即应力范围为即应力范围为100200 kPa的的a值对不值对不同土的压缩性进行比较同土的压缩性进行比较n压缩系数压缩系数kPa-1，MPa-15.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标ep曲线及相应指标曲线及相应指标压

17、缩系数：压缩系数：0100200 3000.60.70.80.91.0e epep(kPa)第29页，讲稿共176张，创作于星期日土的类别a1-2(MPa-1)高压缩性土0.5中压缩性土0.1-0.5低压缩性土0.1压缩系数压缩系数a1-2常用作比常用作比较土的压缩性大小较土的压缩性大小压缩系数：压缩系数：0100200 3000.60.70.80.91.0e epep(kPa)5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标ep曲线及相应指标曲线及相应指标第30页，讲稿共176张，创作于星期日n压缩系数压缩系数n（侧限）压缩模量（侧限）压缩模量n 体积压缩系数体积压缩系数1e0e孔隙孔隙固体固体

18、颗粒颗粒e5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标压缩模量压缩模量Es（体积压缩系数（体积压缩系数mv）与压缩系数）与压缩系数a之间的关系之间的关系代入上式，代入上式，第31页，讲稿共176张，创作于星期日10010000.60.70.80.9eC Cc c1 11 1C Ce ep(kPa，lg)Ce 回弹指数回弹指数 （再压缩指数）（再压缩指数）Ce Cc，一般一般Ce0.1-0.2Ccn 特点：特点：压力超过某一值时压力超过某一值时 曲线呈直线曲线呈直线n 指标：指标：压缩指数压缩指数5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标elgp曲线及相应指标曲线及相应指标第32页，讲稿共17

19、6张，创作于星期日符号压缩性指标定义曲线Es压缩模量p/-p曲线mv体积压缩系数/pa压缩系数-e/pe-p曲线Cc压缩指数-e/(lgp)e-lg(p)曲线Ce回弹指数-e/(lgp)5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标（侧限压缩试验的）压缩性指标（侧限压缩试验的）压缩性指标第33页，讲稿共176张，创作于星期日应力历史对土的力学性质的影响应力历史对土的力学性质的影响前期固结压力（先期固结压力）前期固结压力（先期固结压力）pc先期固结压力先期固结压力pc与现有覆盖土重与现有覆盖土重p1的关系的关系原位压缩曲线的推求原位压缩曲线的推求侧限压缩试验侧限压缩试验5.3 一维压缩性及其指标一

20、维压缩性及其指标 p（或（或）曲线）曲线ep（或（或）曲线）曲线elgp（或（或lg）曲线）曲线（侧限）压缩模量（侧限）压缩模量Es体积压缩系数体积压缩系数mv压缩系数压缩系数a压缩指数压缩指数Cc回弹指数回弹指数Ce第34页，讲稿共176张，创作于星期日初始初始加载加载卸载卸载再加载再加载一次一次加载加载n 卸载和再加载曲线卸载和再加载曲线 pF在再加载段，当应力超过卸载时在再加载段，当应力超过卸载时的应力的应力 p时，曲线逐渐接近一时，曲线逐渐接近一次加载曲线次加载曲线F卸载和再加载曲线形成滞回圈卸载和再加载曲线形成滞回圈F初始加载、卸载、再加载段，初始加载、卸载、再加载段，土样的变形特性

21、不同刚度（土样的变形特性不同刚度（E）不同）不同5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标应力历史对土的力学性质的影响应力历史对土的力学性质的影响第35页，讲稿共176张，创作于星期日n土体在历史上所承受过的应土体在历史上所承受过的应力情况称为力情况称为应力历史。应力历史。如，土层剥蚀、填土等等。如，土层剥蚀、填土等等。初始初始加载加载卸载卸载 再加载再加载 p应力历史对土的应力历史对土的力学性质的影响力学性质的影响非常显著非常显著F土样在土样在A和和B点所处的应力状点所处的应力状态完全相同，但其变形特性态完全相同，但其变形特性差别很大差别很大AB 5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指

22、标应力历史对土的力学性质的影响应力历史对土的力学性质的影响第36页，讲稿共176张，创作于星期日5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标相同的压力对应相同的压力对应3个不同的孔隙比个不同的孔隙比e0100200 3000.60.70.80.91.0e ep(kPa)初始初始加载加载卸载卸载再加载再加载应力历史对土的力学性质的影响应力历史对土的力学性质的影响10010000.60.70.80.9eC Cc c1 11 1C Ce ep(kPa，lg)第37页，讲稿共176张，创作于星期日应力历史对土的力学性质的影响应力历史对土的力学性质的影响前期固结压力（先期固结压力）前期固结压力（先期固结

23、压力）pc先期固结压力先期固结压力pc与现有覆盖土重与现有覆盖土重p1的关系的关系原位压缩曲线的推求原位压缩曲线的推求侧限压缩试验侧限压缩试验5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标 p（或（或）曲线）曲线ep（或（或）曲线）曲线elgp（或（或lg）曲线）曲线（侧限）压缩模量（侧限）压缩模量Es体积压缩系数体积压缩系数mv压缩系数压缩系数a压缩指数压缩指数Cc回弹指数回弹指数Ce第38页，讲稿共176张，创作于星期日5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标先期固结压力（前期固结压力）先期固结压力（前期固结压力）pc10010000.60.70.80.9ep(kPa，lg)土样：土样：

24、在在elgp曲线上，可以找出一个特征点曲线上，可以找出一个特征点A，A点对应应力点对应应力pc。ppc：土样发生塑性变形，即屈服。：土样发生塑性变形，即屈服。一般称一般称pc为先期固结压力或前期固结压力（或屈服压力）。为先期固结压力或前期固结压力（或屈服压力）。定义：土层定义：土层历史上历史上曾经受到过的最大（固结）压力。曾经受到过的最大（固结）压力。Apc上覆土（加载）上覆土（加载）剥蚀（卸载）剥蚀（卸载）再覆土（再加载）再覆土（再加载）第39页，讲稿共176张，创作于星期日e ep(lg)在先期固结压力在先期固结压力pc附近附近发生转折，据此可确定发生转折，据此可确定pcBACDpcFAB

25、：沉积过程，到：沉积过程，到B点应力点应力为为pc（最大压力）（最大压力）FBC：取样过程，应力减小，：取样过程，应力减小，先期固结压力为先期固结压力为pcFCD：压缩试验曲线，开始：压缩试验曲线，开始段属于再压缩曲线，后段段属于再压缩曲线，后段趋近原位压缩曲线趋近原位压缩曲线原位压原位压缩曲线缩曲线沉积过程沉积过程取样过程取样过程室内压缩试验室内压缩试验5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标先期固结压力（前期固结压力）先期固结压力（前期固结压力）pc确定方法确定方法第40页，讲稿共176张，创作于星期日e ep(lg)CD1.1.在在e-lge-lgp曲线上，找出曲率曲线上，找出曲率最

26、大点最大点m m2.过过m点作水平线点作水平线m13.作作m点切线点切线m24.作作m1,m2 的角分线的角分线m35.m3与与e-lgp曲线的直线段曲线的直线段交于点交于点B6.B点对应于先期固结压力点对应于先期固结压力pcmrmin1 12 23 3pcn Casagrande(Casagrande(卡萨格兰德卡萨格兰德)法法AB5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标先期固结压力（前期固结压力）先期固结压力（前期固结压力）pc确定方法确定方法第41页，讲稿共176张，创作于星期日应力历史对土的力学性质的影响应力历史对土的力学性质的影响前期固结压力（先期固结压力）前期固结压力（先期固结

27、压力）pc先期固结压力先期固结压力pc与现有覆盖土重与现有覆盖土重p1的关系的关系原位压缩曲线的推求原位压缩曲线的推求侧限压缩试验侧限压缩试验5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标 p（或（或）曲线）曲线ep（或（或）曲线）曲线elgp（或（或lg）曲线）曲线（侧限）压缩模量（侧限）压缩模量Es体积压缩系数体积压缩系数mv压缩系数压缩系数a压缩指数压缩指数Cc回弹指数回弹指数Ce第42页，讲稿共176张，创作于星期日5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标先期固结压力先期固结压力pc与现有覆盖土重与现有覆盖土重p1的关系的关系h土样（现有覆盖土重土样（现有覆盖土重p1=h）固结试验固

28、结试验先期固结压力先期固结压力pc比较比较p1与与pc的大小的大小超固结比超固结比(Overconsolidation Ratio)正常固结土正常固结土超固结土超固结土（欠固结土）（欠固结土）?第43页，讲稿共176张，创作于星期日5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标造成超固结的原因造成超固结的原因1）土层剥蚀、冰川融化后的地基）土层剥蚀、冰川融化后的地基hh0（剥蚀前）原来的地表（剥蚀前）原来的地表（剥蚀后）现在的地表（剥蚀后）现在的地表土样现有的覆盖土重：土样现有的覆盖土重：（实际）曾经受到的最大压力（实际）曾经受到的最大压力：本来意义上的超固结土本来意义上的超固结土第44页，讲稿

29、共176张，创作于星期日5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标造成超固结的原因造成超固结的原因h2）（加载）卸载后的地基（开挖或拆除结构物）（加载）卸载后的地基（开挖或拆除结构物）土样现有的覆盖土重：土样现有的覆盖土重：（实际）曾经受到的最大压力（实际）曾经受到的最大压力：开挖开挖dh拆除拆除第45页，讲稿共176张，创作于星期日5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标造成超固结的原因造成超固结的原因h2）（加载）卸载后的地基（夯实、堆载预压）（加载）卸载后的地基（夯实、堆载预压）土样现有的覆盖土重：土样现有的覆盖土重：加压使得土层的强度高于现有覆盖土压力加压使得土层的强度高于现有覆

30、盖土压力：pp=0卸载卸载第46页，讲稿共176张，创作于星期日5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标造成超固结的原因造成超固结的原因3）地下水位变动）地下水位变动地下水位下降与上升地下水位下降与上升地下水位上升地下水位上升附加应力附加应力地基沉降地基沉降土层固结、被压密土层固结、被压密pc增大增大超固结土超固结土有效应力减少（现有覆盖土重减小）有效应力减少（现有覆盖土重减小）pc不变，但不变，但p1减小减小OCR1超固结土超固结土加载卸载（循环荷载）：反复固结（加载）卸载第47页，讲稿共176张，创作于星期日5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标造成超固结的原因造成超固结的原因4

31、）波浪、交通等循环荷载作用）波浪、交通等循环荷载作用循环荷载（地基不破坏，但发生沉降）循环荷载（地基不破坏，但发生沉降）地基沉降地基沉降土层固结、被压密土层固结、被压密pc增大增大超固结土超固结土加载卸载（循环荷载）：反复固结第48页，讲稿共176张，创作于星期日5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标造成超固结的原因造成超固结的原因5）化学胶结作用或称时间效应）化学胶结作用或称时间效应土颗粒间沉淀、胶结土颗粒间沉淀、胶结土的（微观）结构性增加土的（微观）结构性增加pc增大增大超固结土超固结土pc实际上是屈服应力实际上是屈服应力第49页，讲稿共176张，创作于星期日应力历史对土的力学性质的

32、影响应力历史对土的力学性质的影响前期固结压力（先期固结压力）前期固结压力（先期固结压力）pc先期固结压力先期固结压力pc与现有覆盖土重与现有覆盖土重p1的关系的关系原位压缩曲线的推求原位压缩曲线的推求侧限压缩试验侧限压缩试验5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标 p（或（或）曲线）曲线ep（或（或）曲线）曲线elgp（或（或lg）曲线）曲线（侧限）压缩模量（侧限）压缩模量Es体积压缩系数体积压缩系数mv压缩系数压缩系数a压缩指数压缩指数Cc回弹指数回弹指数Ce第50页，讲稿共176张，创作于星期日e ep(lg)正常固结土的原位压正常固结土的原位压缩曲线：直线缩曲线：直线原位压缩曲线（正

33、常固结土）的特点原位压缩曲线（正常固结土）的特点5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标原位压缩曲线的推求原位压缩曲线的推求无扰动、无卸载第51页，讲稿共176张，创作于星期日原位再压缩曲线（超固结土）的特点原位再压缩曲线（超固结土）的特点e e正常固结土的原位压缩曲线：正常固结土的原位压缩曲线：直线直线超固结土的原位再压缩曲线：超固结土的原位再压缩曲线：折线折线客观存在的，无法直接得到！客观存在的，无法直接得到！无扰动、有卸载如何求取如何求取5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标原位压缩曲线的推求原位压缩曲线的推求第52页，讲稿共176张，创作于星期日e e上覆土沉积上覆土沉积ab

34、p1=pc=zz原位压缩曲线如何推求？原位压缩曲线如何推求？5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标原位压缩曲线的推求原位压缩曲线的推求室内压缩曲线与原位压缩曲线（正常固结土）的关系室内压缩曲线与原位压缩曲线（正常固结土）的关系取样取样bb室内压缩曲线室内压缩曲线bcd原位压缩曲线原位压缩曲线abf第53页，讲稿共176张，创作于星期日e e取样取样ffp1=zpc=zzz原位压缩曲线如何推求？原位压缩曲线如何推求？5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标原位压缩曲线的推求原位压缩曲线的推求室内压缩曲线与原位压缩曲线（超固结土）的关系室内压缩曲线与原位压缩曲线（超固结土）的关系上覆土沉

35、积上覆土沉积abf剥蚀剥蚀ff室内压缩曲线室内压缩曲线fgh原位压缩曲线原位压缩曲线ffh第54页，讲稿共176张，创作于星期日0.1 1 10 p(100kPa)1.00.80.60.4ee00.42e0扰动增加扰动增加原状样原状样重塑样重塑样5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标原位压缩曲线的推求原位压缩曲线的推求扰动程度对室内压缩曲线的影响扰动程度对室内压缩曲线的影响原位压缩曲线原位压缩曲线也也通过室内压缩曲线与通过室内压缩曲线与0.42e0线的交点线的交点第55页，讲稿共176张，创作于星期日p(lg)F对正常固结土，先期固结压力对正常固结土，先期固结压力p pc c=p=p1

36、1F(p(p1 1,e,e0 0)位于原位压缩曲线上位于原位压缩曲线上F以以0.42e0.42e0 0在压缩曲线上确定在压缩曲线上确定C C点点F通过通过B、C两点的直线即为所求的原两点的直线即为所求的原位压缩曲线位压缩曲线原位压原位压缩曲线缩曲线5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标原位压缩曲线的推求原位压缩曲线的推求原位压缩曲线的推求正常固结土原位压缩曲线的推求正常固结土第56页，讲稿共176张，创作于星期日p(lg)F确定确定p pc c,p,p1 1的作用线（的作用线（pcp1）F点点D(pD(p1 1,e,e0 0)位于再压缩曲线上位于再压缩曲线上F过过D D点作斜率为点作斜率

37、为CeCe的直线的直线DBDB，DBDB为为原位再压缩曲线原位再压缩曲线F以以0.42e0.42e0 0在压缩曲线上确定在压缩曲线上确定C C点，点，BCBC为为原位初始压缩曲线原位初始压缩曲线FDBCDBC即为所求的即为所求的原位压缩曲线原位压缩曲线原位再压原位再压缩曲线缩曲线5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标原位压缩曲线的推求原位压缩曲线的推求原位压缩曲线的推求超固结土原位压缩曲线的推求超固结土原位初始原位初始压缩曲线压缩曲线第57页，讲稿共176张，创作于星期日小结小结F -p（或（或）曲线）曲线F e p（或（或）曲线）曲线F e lgp（或（或lg）曲线）曲线F应力历史对土

38、的力学性质的影响应力历史对土的力学性质的影响 F先期固结压力（前期固结压力）先期固结压力（前期固结压力）pcF先期固结压力先期固结压力pc与现有覆盖土重与现有覆盖土重p1的关系的关系F 原位压缩曲线的推求原位压缩曲线的推求由侧限压缩试验由侧限压缩试验整理得到的三条整理得到的三条常用曲线常用曲线5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标第58页，讲稿共176张，创作于星期日5.1 概述概述 5.2 土的压缩性的测试方法土的压缩性的测试方法 5.3 一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标 5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算5.5 饱和土地基的沉降与时间的关系饱和土地基的沉降与时间的关

39、系第第5 5章章 土的变形与地基的沉降土的变形与地基的沉降第59页，讲稿共176张，创作于星期日n 最终沉降量最终沉降量S：地基沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑沉降过地基沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑沉降过程。程。1.分层总和法分层总和法2.规范法规范法5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算二、单一土层一维压缩地基的最终沉降量计算二、单一土层一维压缩地基的最终沉降量计算单一土层一维（侧限）压缩试验指标单一土层一维（侧限）压缩试验指标一、计算公式一、计算公式三、多层地基的最终沉降量计算三、多层地基的最终沉降量计算应用方法应用方法第60页，讲稿共176张，创作于星期日5.4 地基的最终

40、沉降量计算地基的最终沉降量计算一、计算公式一、计算公式1.利用孔隙比利用孔隙比e2.利用压缩系数利用压缩系数a（ep曲线法）曲线法）3.利用压缩模量利用压缩模量Es（p曲线）曲线）4.利用体积压缩系数利用体积压缩系数mv5.利用压缩指数利用压缩指数CC（elgp曲线法）曲线法）正常固结土正常固结土（欠固结土）（欠固结土）超固结土超固结土第61页，讲稿共176张，创作于星期日HH/2H/2,e,e1 1pz=p5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算一、计算公式一、计算公式1.利用孔隙比利用孔隙比e平均自重应力平均自重应力平均附加应力平均附加应力压缩前压缩前压缩后压缩后第62页，讲稿共1

41、76张，创作于星期日5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算一、计算公式一、计算公式1.利用孔隙比利用孔隙比e已知状态已知状态1与与状态状态2的孔隙比，即可计算最终沉降量的孔隙比，即可计算最终沉降量公式形式上与压力无关公式形式上与压力无关最终沉降量是最终沉降量是t=时的沉降量：不妥当时的沉降量：不妥当第63页，讲稿共176张，创作于星期日2.利用压缩系数利用压缩系数a（ep曲线法）曲线法）e ee e1 1e e2 2p p1 1p p2 2ppp自重应自重应力状态力状态附加应附加应力状态力状态5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算一、计算公式一、计算公式代入代入p:（平均）

42、附加应力（平均）附加应力第64页，讲稿共176张，创作于星期日2.利用压缩系数利用压缩系数a（ep曲线法）曲线法）5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算一、计算公式一、计算公式已知已知状态状态1的孔隙比、压缩系数及附加应力，即可计算沉降量的孔隙比、压缩系数及附加应力，即可计算沉降量第65页，讲稿共176张，创作于星期日n压缩系数压缩系数n压缩模量：土在完全侧限条件下压缩模量：土在完全侧限条件下的竖向的竖向附加应力增量附加应力增量与相应的竖向与相应的竖向应变增量的比值应变增量的比值n 体积压缩系数体积压缩系数1e0e孔隙孔隙固体固体颗粒颗粒e压缩模量、压缩系数压缩模量、压缩系数体积压缩

43、系数之间的关系体积压缩系数之间的关系代入上式，代入上式，3.利用压缩模量利用压缩模量Es5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算一、计算公式一、计算公式第66页，讲稿共176张，创作于星期日3.利用压缩模量利用压缩模量Es5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算一、计算公式一、计算公式1/Es已知压缩模量、附加应力，已知压缩模量、附加应力，可计算沉降量可计算沉降量实际上，实际上，p/Es可看作应变可看作应变第67页，讲稿共176张，创作于星期日4.利用体积压缩系数利用体积压缩系数mv5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算一、计算公式一、计算公式mv第68页，讲稿共17

44、6张，创作于星期日优点优点:F可使用推定的原位压缩曲线计算沉降可使用推定的原位压缩曲线计算沉降量量F可区分正常固结土和超固结土分别进可区分正常固结土和超固结土分别进行沉降量（考虑土层的应力历史）计行沉降量（考虑土层的应力历史）计算算5.利用压缩指数利用压缩指数CC（elgp曲线法）曲线法）5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算一、计算公式一、计算公式第69页，讲稿共176张，创作于星期日n 正常固结土正常固结土（欠固结土）（欠固结土）p(lg)推定的原位推定的原位压缩曲线压缩曲线室内压缩曲线室内压缩曲线Cc5.利用压缩指数利用压缩指数CC（elgp曲线法）曲线法）5.4 地基的最终沉

45、降量计算地基的最终沉降量计算一、计算公式一、计算公式代入代入第70页，讲稿共176张，创作于星期日p pc cp(lg)推定的原位推定的原位初始压缩曲初始压缩曲线线推定的原位推定的原位再压缩曲线再压缩曲线CcCe 当当p p2 2 p pc c 当当p p2 2ppc cn 超固结土超固结土5.利用压缩指数利用压缩指数CC（elgp曲线法）曲线法）5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算一、计算公式一、计算公式处于超固结处于超固结状态状态处于正常固结处于正常固结状态状态p2成为pc第71页，讲稿共176张，创作于星期日5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算一、计算公式一、计算

46、公式1.利用孔隙比利用孔隙比e2.利用压缩系数利用压缩系数a（ep曲线法）曲线法）3.利用压缩模量利用压缩模量Es4.利用体积压缩系数利用体积压缩系数mv5.利用压缩指数利用压缩指数CC（elgp曲线法）曲线法）正常固结土正常固结土（欠固结土）（欠固结土）超固结土超固结土小结小结1/Esmv=1/Es第72页，讲稿共176张，创作于星期日n 最终沉降量最终沉降量S：地基沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑地基沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑沉降过程。沉降过程。1.分层总和法分层总和法2.规范法规范法5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算二、单一土层一维压缩地基的最终沉降量计算二、单一土层

47、一维压缩地基的最终沉降量计算单一土层一维（侧限）压缩试验指标单一土层一维（侧限）压缩试验指标一、计算公式一、计算公式三、多层地基的最终沉降量计算三、多层地基的最终沉降量计算应用方法应用方法第73页，讲稿共176张，创作于星期日5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算二、单一土层二、单一土层一维压缩一维压缩地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算以下情况可以近似认为属于以下情况可以近似认为属于一维压缩问题，如果是单一一维压缩问题，如果是单一土层，则可以直接利用计算土层，则可以直接利用计算公式计算最终沉降量公式计算最终沉降量1.地表大面积堆载地表大面积堆载 pH,e,e1 1最终沉降量？最

48、终沉降量？第74页，讲稿共176张，创作于星期日pH,e,e1 1e epH/2H/2z=p 确定确定：查定查定：计算计算：e e1 1e e2 2ppp p1 1p p2 25.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算平均自重应力平均自重应力平均附加应力平均附加应力二、单一土层一维压缩地基的最终沉降量计算二、单一土层一维压缩地基的最终沉降量计算以公式以公式 为例为例第75页，讲稿共176张，创作于星期日5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算二、单一土层一维压缩地基的最终沉降量计算二、单一土层一维压缩地基的最终沉降量计算d地面地面基底基底2.薄压缩层地基薄压缩层地基 压缩层厚度压

49、缩层厚度H基础宽度基础宽度b的的二分之一二分之一平均自重应力（状态平均自重应力（状态1）平均附加应力平均附加应力 czp0 z压缩层压缩层状态状态2第76页，讲稿共176张，创作于星期日5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算二、单一土层一维压缩地基的最终沉降量计算二、单一土层一维压缩地基的最终沉降量计算3.地下水位突然大面积下降地下水位突然大面积下降 地下水位下降前：地基土容重地下水位下降前：地基土容重=地下水位下降后：地基土容重地下水位下降后：地基土容重sat地下水位下降引起的附加应力（自重应力）：地下水位下降引起的附加应力（自重应力）：第77页，讲稿共176张，创作于星期日练习练

50、习11 如图所示，天然土层有两层，第一层为细砂层，第二如图所示，天然土层有两层，第一层为细砂层，第二层为黏土层。地下水位在地表下层为黏土层。地下水位在地表下1.0m处。试根据黏土层的处。试根据黏土层的压缩试验资料分别计算下列两种情况引起的黏土层的最终压缩试验资料分别计算下列两种情况引起的黏土层的最终沉降量。沉降量。1）如果地下水位突然下降）如果地下水位突然下降2.0m，至黏土层顶，至黏土层顶面。设水位下降后细砂层的有效重度为饱和重度。面。设水位下降后细砂层的有效重度为饱和重度。2）如果地下）如果地下水位不变，在地表上填筑容重为水位不变，在地表上填筑容重为=18.0kN/m3，厚度为，厚度为3.