土質(zhì)學(xué)與土力學(xué) 第五六七章

1、2021年11月17日 第第5 5章章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 5.15.1 概述概述 . .土在受壓時體積減小的特性叫土的壓縮性；土在受壓時體積減小的特性叫土的壓縮性； . .土粒和土中水不能壓縮，土的壓縮性是指孔隙體積的壓縮；土粒和土中水不能壓縮，土的壓縮性是指孔隙體積的壓縮； . .土的壓縮性由壓縮性指標(biāo)反映，一般通過試驗(yàn)測定土的壓縮性指標(biāo)。土的壓縮性由壓縮性指標(biāo)反映，一般通過試驗(yàn)測定土的壓縮性指標(biāo)。 5.2 5.2 土的壓縮性試驗(yàn)及指標(biāo)土的壓縮性試驗(yàn)及指標(biāo) 一、室內(nèi)壓縮試驗(yàn)及壓縮曲線一、室內(nèi)壓縮試驗(yàn)及壓縮曲線 室內(nèi)室內(nèi)側(cè)限壓縮試驗(yàn)側(cè)限壓縮試驗(yàn)采用分級加荷采用分

2、級加荷 ，測讀各級荷載作用，測讀各級荷載作用下土樣的穩(wěn)定壓縮變形量下土樣的穩(wěn)定壓縮變形量 。 根據(jù)根據(jù) ：)1 (110000000eHHeeeeeeeHHVViiiii線應(yīng)變：體應(yīng)變1iHip1sV0e0HipieieiiieeeH00eVv曲線或得、由pepepeiilg2021年11月17日 . .土的壓縮系數(shù)和壓縮指數(shù)土的壓縮系數(shù)和壓縮指數(shù) 壓縮系數(shù)壓縮系數(shù) 工程中常用工程中常用 的壓縮的壓縮系數(shù)系數(shù) 評價土的壓縮性：評價土的壓縮性： 壓縮指數(shù)壓縮指數(shù) . .土的壓縮模量土的壓縮模量 當(dāng)現(xiàn)有壓力當(dāng)現(xiàn)有壓力 增大至增大至 時，相應(yīng)的壓縮模量為：時，相應(yīng)的壓縮模量為： . .土的回彈曲線和

3、再壓縮曲線土的回彈曲線和再壓縮曲線 土樣在某級壓力土樣在某級壓力 下逐級卸荷，可測得回彈下逐級卸荷，可測得回彈曲線。并可繼續(xù)加荷得到再壓縮曲線。在回彈曲線曲線。并可繼續(xù)加荷得到再壓縮曲線。在回彈曲線上可定義出上可定義出回彈系數(shù)回彈系數(shù)、回彈指數(shù)回彈指數(shù)、回彈模量回彈模量。1221tanppeepea：高壓縮性土。：中壓縮性土；：低壓縮性土；1211211215 . 05 . 01 . 01 . 0aaaMPaMPaMPaakP20010021a1pipaeeeepppEs1121121112211221lglglgppeeppeeCc2p2021年11月17日 二、現(xiàn)場載荷試驗(yàn)及變形模量二、現(xiàn)

4、場載荷試驗(yàn)及變形模量 現(xiàn)場載荷試驗(yàn)也采用分級加荷現(xiàn)場載荷試驗(yàn)也采用分級加荷 ，測讀各級荷載作用，測讀各級荷載作用下地基土的穩(wěn)定壓縮變形量下地基土的穩(wěn)定壓縮變形量 。整理試驗(yàn)結(jié)果可得載荷試。整理試驗(yàn)結(jié)果可得載荷試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)結(jié)果 曲線。曲線。 當(dāng)壓力較小時，當(dāng)壓力較小時， 曲線近似成比例變化，可按彈性曲線近似成比例變化，可按彈性力學(xué)公式反求地基的變形模量：力學(xué)公式反求地基的變形模量： 根據(jù)理論推導(dǎo)，壓縮模量與變形模量有如下關(guān)系：根據(jù)理論推導(dǎo)，壓縮模量與變形模量有如下關(guān)系： 理論上理論上 值小于值小于1 1，但實(shí)際上許多土的，但實(shí)際上許多土的 大于大于1 1，見表，見表5-25-2。三、應(yīng)力歷史對壓縮

5、性的影響、應(yīng)力歷史對壓縮性的影響、沉積土層的應(yīng)力歷史、沉積土層的應(yīng)力歷史 先期固結(jié)壓力先期固結(jié)壓力 的定義：天然土層的定義：天然土層在歷史上經(jīng)受過的最大固結(jié)壓力（最大在歷史上經(jīng)受過的最大固結(jié)壓力（最大豎向有效應(yīng)力）稱為豎向有效應(yīng)力）稱為先期固結(jié)壓力先期固結(jié)壓力。 根據(jù)應(yīng)力歷史土層可分為三種類型：根據(jù)應(yīng)力歷史土層可分為三種類型：正常固結(jié)土正常固結(jié)土在歷史上所經(jīng)受過的先期在歷史上所經(jīng)受過的先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)有覆蓋土重；固結(jié)壓力等于現(xiàn)有覆蓋土重；超固結(jié)土超固結(jié)土歷史上曾經(jīng)受過大于現(xiàn)有覆歷史上曾經(jīng)受過大于現(xiàn)有覆蓋土重的先期固結(jié)壓力蓋土重的先期固結(jié)壓力, ,超固結(jié)土壓縮性小超固結(jié)土壓縮性小; ;欠固結(jié)土

6、欠固結(jié)土其先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)有覆其先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)有覆蓋土重，蓋土重，欠固結(jié)土壓縮性大欠固結(jié)土壓縮性大。 通常將先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重之比定義為通常將先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重之比定義為超固結(jié)比超固結(jié)比：issp ssEEE12120ipcpspbE)1(20sp 1/ ppOCRc欠固結(jié)土超固結(jié)土正常固結(jié)土:1:1:1OCR2021年11月17日、由原始壓縮曲線確定土的壓縮性指標(biāo)、由原始壓縮曲線確定土的壓縮性指標(biāo) a a 前期固結(jié)壓力的確定前期固結(jié)壓力的確定 b b 原始壓縮曲線與室內(nèi)壓縮曲線的關(guān)系原始壓縮曲線與室內(nèi)壓縮曲線的關(guān)系正常固結(jié)土：超固結(jié)土：正常固結(jié)土：超固結(jié)土：1221lg

7、ppeeCc壓縮指數(shù)：121lgppeeCce回彈指數(shù)：2021年11月17日 5.3 地基沉降實(shí)用計(jì)算方法地基沉降實(shí)用計(jì)算方法rEQyxwS02)1 ()0 ,(00200020020112)2/(14bpEbpEpbEScc0022/1220021)(1bpEyxdxdypEScAc0021bpESmmHeaHEHeeeHSzsz112111)(mc,02021年11月17日211czicziip25 . 23mczz2 . 0niiiiheees112112112ziziiippbhi4 . 0iieepe21e3/18mkNkNN88575. 0050100200)(akPp70. 0

8、65. 060. 0N0pip1ihzip1zi1cziczizi00ii2021年11月17日 SSs實(shí)測niinnnnsnnSzzEpS1110025.0)(總沉降：niiiiiisisiiisiiiSSzzEpEAAEAS11101)()(11101iiiinisisniisszzEpSSSzEpEzEAdzEdzSsszszzsz0001應(yīng)力面積均質(zhì)地基分層地基0pc0pcAiA1iA2021年11月17日iiiciniiiiniicpppCehhS11111lg1121121lg111ppCeeeec1lgppCececmcncSSS1221lgppeeCc1pppcicicpppC

9、e1lg ciiicicieiniiiniiiiicnpppCppCehhhS11111lglg1 1pppciiiieimiiicmpppCehS1111lg1ciiiciniiicpppCehS111lg12021年11月17日5.4 飽和黏性土地基沉降與飽和黏性土地基沉降與 時間的關(guān)系時間的關(guān)系) (),(),(0tSztztfuCt、000uCtutzz，u)( 為活塞面積AA圓筒帶孔活塞水彈簧2021年11月17日dxdyzhkkiAqdxdydzzhzhkq22 dxdydzzhkqqq22 dxdydzeettVVw1Vqteezhk1122aduadadpde22221zuzh

10、wtuzuaekw22)1(豎向固結(jié)系數(shù)。其中vvctuzuc:22vTmmmztzeHzmmu41,222sin14豎向固結(jié)時間因數(shù)。式中2HtCTvv2021年11月17日vTmmmztzeHzmmu4.3,1,222sin14vzTU4exp8122時%30zUczctSUS1252查表HtCTvvaekCwv)1 ( 成的程度。地基固結(jié)變形完(%)cctzSSU scES總應(yīng)力面積sctES有效應(yīng)力面積HzHtzzdzdzuU0,總應(yīng)力面積積總應(yīng)力面積水壓力面總應(yīng)力面積有效應(yīng)力面積vmmzTmmU4exp18122.3, 122vvCHTt22021年11月17日scdSSSS公式計(jì)算

11、；按彈性力學(xué)瞬時沉降，式中dS按固結(jié)理論計(jì)算；固結(jié)沉降，cS按次固結(jié)系數(shù)計(jì)算。變引起，次固結(jié)沉降，土骨架徐sS110lg1ttCehSiniiis段直線斜率；半對數(shù)圖后次固結(jié)系數(shù)，式中C2021年11月17日 第第6 6章章 土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度(1)(1)定義：土體抵抗剪切破壞的極限能力稱為定義：土體抵抗剪切破壞的極限能力稱為土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度。(2)(2)在工程中不僅加載能引起土體剪切破壞，卸載也能引起土體剪切破壞。在工程中不僅加載能引起土體剪切破壞，卸載也能引起土體剪切破壞。(3)(3)土體中土體中法向應(yīng)力法向應(yīng)力偏差偏差的增大是引起土體剪切破壞的主要原因。例如：滑的增大是引起

12、土體剪切破壞的主要原因。例如：滑坡、地基破壞等都是由于豎向應(yīng)力與水平應(yīng)力偏差過大所致。坡、地基破壞等都是由于豎向應(yīng)力與水平應(yīng)力偏差過大所致。tantancfftan cftanfkPac土的粘聚力，土的內(nèi)摩擦角，度kPac 土的有效粘聚力，度土的有效內(nèi)摩擦角，kPa應(yīng)力，破壞面上的有效法向2021年11月17日 6.3 6.3土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)試驗(yàn)方法及應(yīng)用土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)試驗(yàn)方法及應(yīng)用245tan2245tan245tan2245tan213231cc快剪、固結(jié)快剪、慢剪操作簡便；差；剪切面逐漸減小引起誤剪切面上應(yīng)力復(fù)雜；剪切面受限制；)3()2()(水壓力；水條件，不能量測孔隙試驗(yàn)中不能嚴(yán)格

13、控制排)4(整理得：中有：在)cot2(2sin3131cARD245其中：2021年11月17日2uufqcHvHvDHDDDDDHM32261213422fvH322DHDMf）不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU) 1 (）固結(jié)不排水試驗(yàn)（CU)2(）固結(jié)排水試驗(yàn)（ CD)3(2021年11月17日31313ABuuu33Bu)(311ABu10:; 0; 1BBB非飽和土干土：完全飽和土：tan)(ucf)(313ABu313Au311Auu0u一般加載應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)偏應(yīng)力狀態(tài)原先有效應(yīng)力狀態(tài)球131300uuuuuu31313ABuuu2021年11月17日 3cotc231 c apq1231

14、ODRBAtancf應(yīng)力路徑強(qiáng)度包線fKtansin arcsintancottancacosac aqp，其中：223131qp正常固結(jié)，超固結(jié)2021年11月17日第第7 7章章 土壓力計(jì)算土壓力計(jì)算7.1 概概 述述 7.2 靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力計(jì)算)(),/(00kPamkNEpaEEE0zK0002021KHE)(),/(kPamkNEaa)(),/(kPamkNEppzKKpczcx00002021KHEsin10K2021年11月17日7.3 朗金土壓力理論朗金土壓力理論pppKczKcz2245tan2245tan2pppKcHKHE2212)(2(210zHKcHKEaaaaKcz20aaaKczKcz2245tan2245tan22021年11月17日 7.47.4 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論90)sin()sin(cos)sin()cos()cos(21)sin()sin(22HWEsinsin 180EWaaKHHE2222221)cos()