5土的压缩性和固结理论.ppt
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1、 土力学 5课程负责人课程负责人: 谢康和谢康和浙江大学岩土工程研究所浙江大学岩土工程研究所2008Warming-up正常正常/超超/欠固结土欠固结土normally/over-/under-consolidated soil压缩性压缩性compressibility体积变形模量体积变形模量volumetric deformation modulus 压缩模量压缩模量/系数系数modulus/ coefficient of compressibility压缩指数压缩指数compression index先期固结压力先期固结压力preconsolidation pressure有效应力有效应力
2、effective stress自重应力自重应力self-weight stress总应力总应力total stress approach of shear strength最终沉降最终沉降final settlement 超固结比超固结比over-consolidation ratio固结度固结度degree of consolidation 超静孔隙水压力超静孔隙水压力excess pore water pressure次固结次固结secondary consolidation再压缩曲线再压缩曲线recompression curve压缩曲线压缩曲线cpmpression curve一维固
3、结一维固结one dimensional consolidation原始压缩曲线原始压缩曲线virgin compression curve固结曲线固结曲线consolidation curve固结理论固结理论theory of consolidation固结速率固结速率rate of consolidation固结系数固结系数coefficient of consolidation固结压力固结压力consolidation pressure回弹曲线回弹曲线rebound curve有效应力原理有效应力原理principle of effective stress主固结主固结primary c
4、onsolidation第5章 土的压缩性和固结理论l5.1 概述概述l5.2 土的压缩特性土的压缩特性l5.3 应力历史与土压缩性的关系应力历史与土压缩性的关系l5.4 一维固结理论一维固结理论5.1 概述1. 压压缩缩性性的的概概念念:天天然然土土是是由由土土颗颗粒粒、水水、气气组组成成的的三三相相体体,是是一一种种多多孔孔介介质质材材料料。在在压压力力作作用用下下,土土骨骨架架将将发发生生变变形形、土土中中孔孔隙隙将将减减少、土的体积将缩小,土的这一特性称为土的压缩性。少、土的体积将缩小,土的这一特性称为土的压缩性。 简言之,土在压力作用下体积缩小的特性即为土的压缩性。简言之,土在压力作
5、用下体积缩小的特性即为土的压缩性。2. 土土的的压压缩缩特特性性及及固固结结的的概概念念:与与金金属属等等其其它它连连续续介介质质材材料料不不同同,土土受受压压力力作作用用后后的的压压缩缩并并非非瞬瞬间间完完成成,而而是是随随时时间间逐逐步步发发展展并并趋趋稳稳定定的的。土土体体压压缩缩随随时时间间发发展展的的这这一一现现象象或或过过程程称称为为固固结结。因因此此,土土的的压压缩缩和和固固结结是是密密不不可可分分的的,压压缩缩是是土土固固结结行行为为的的外外在在表表现现,而而固固结结是土压缩的是土压缩的内在本质内在本质。 如如果果说说外外荷荷载载(附附加加应应力力)是是引引起起地地基基变变形形
6、的的外外因因,那那么么土土具具有有压压缩缩性性就就是是地地基基变变形形的的根根本本内内因因。因因此此,研研究究土土的的压压缩缩性性是是合合理理计算地基变形的前提,也是土力学中重要的研究课题之一。计算地基变形的前提,也是土力学中重要的研究课题之一。 5.2 土的压缩特性土土体体的的压压缩缩从从宏宏观观上上看看应应是是土土颗颗粒粒、水水、气气三三相相压压缩缩量量以以及及从从土土体体中中排排出出的的水水、气气量量的的总总和和。不不过过,试试验验研研究究表表明明,在在一一般般压压力力(100600kPa)作作用用下下,土土颗颗粒粒和和水水的的压压缩缩占占土土体体总总压压缩缩量量的的比比例例很很小小以以
7、致致完完全全可可以以忽忽略略不不计。故可认为计。故可认为土的压缩是土中孔隙体积的减少土的压缩是土中孔隙体积的减少。 对对非非饱饱和和土土:土土的的压压缩缩就就是是土土中中部部分分孔孔隙隙气气的的压压缩缩以及部分孔隙水和气的排出。以及部分孔隙水和气的排出。 对于饱和土:土的压缩就是土中部分孔隙水的排出。对于饱和土:土的压缩就是土中部分孔隙水的排出。5.2 土的压缩特性从从微微观观上上看看,土土体体受受压压力力作作用用后后,土土颗颗粒粒在在压压缩缩过过程程中中不不断断调调整整位位置,重新排列压紧,直至达到新的平衡和稳定状态。置,重新排列压紧,直至达到新的平衡和稳定状态。 土土的的压压缩缩性性指指标
8、标有有:压压缩缩系系数数a 或或压压缩缩指指数数Cc、压压缩缩模模量量Es和变形模量和变形模量E0。 土压缩性指标可通过室内和现场试验来测定。土压缩性指标可通过室内和现场试验来测定。 试试验验条条件件与与地地基基土土的的应应力力历历史史和和实实际际受受荷荷状状态态越越接接近近,测测得得的指标就越可靠。的指标就越可靠。 一一般般用用室室内内压压缩缩试试验验测测定定土土的的压压缩缩性性指指标标。这这种种试试验验简简便便经经济实用。济实用。5.2.1 土的压缩试验和压缩曲线室内压缩试验是在图室内压缩试验是在图5-1所示的常规单向压缩仪上进行的。所示的常规单向压缩仪上进行的。图图5-1 常规单向压缩仪
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- 关 键 词:
- 压缩性 固结 理论