土力學(xué)第五章土的壓縮性

1、土土 力力 學(xué)學(xué) 天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)2/35第第5章土的壓縮性章土的壓縮性5.1 概述概述5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)5.3 應(yīng)力歷史對壓縮性的影響應(yīng)力歷史對壓縮性的影響5.4 土的變形模量土的變形模量5.5 土的彈性模量土的彈性模量天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)3/35第第5章土的壓縮性章土的壓縮性5.1 概述概述5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)5.3 應(yīng)力歷史對壓縮性的影響應(yīng)力歷史對壓縮性的影響5.4 土的變形模量土的變形模量5.5 土的彈性模量土的彈性模量天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)4/355.1

2、概述概述土的壓縮性土的壓縮性是指土在壓力作用下體積縮小的特性是指土在壓力作用下體積縮小的特性壓縮量的組成壓縮量的組成n固體顆粒的壓縮固體顆粒的壓縮n土中水的壓縮土中水的壓縮n空氣的排出空氣的排出n水的排出水的排出占總壓縮量的占總壓縮量的1/400不到，不到，忽略不計忽略不計壓縮量主要組成部分壓縮量主要組成部分說明：說明：土的壓縮被認(rèn)為只是由于孔隙體積減小的結(jié)果土的壓縮被認(rèn)為只是由于孔隙體積減小的結(jié)果無粘性土無粘性土粘性土粘性土透水性好，水易于排出透水性好，水易于排出壓縮穩(wěn)定很快完成壓縮穩(wěn)定很快完成透水性差透水性差，水不易排出水不易排出壓縮穩(wěn)定需要很長一段時間壓縮穩(wěn)定需要很長一段時間土的固結(jié)：土

3、的固結(jié)：土體在壓力作用下，壓縮量隨時間增長的過程土體在壓力作用下，壓縮量隨時間增長的過程天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)5/355.1概述概述固結(jié)試驗可以測定土的固結(jié)試驗可以測定土的壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)和和壓縮模量壓縮模量E Es s等壓縮性指等壓縮性指標(biāo)。標(biāo)。室內(nèi)土樣在側(cè)限條件下所完成的固結(jié)，稱為室內(nèi)土樣在側(cè)限條件下所完成的固結(jié)，稱為K K0 0固結(jié)固結(jié)。K K0 0為土為土的靜止側(cè)壓力系數(shù)的靜止側(cè)壓力系數(shù)，也是，也是靜止土壓力系數(shù)靜止土壓力系數(shù)。天然土層在自重應(yīng)天然土層在自重應(yīng)力作用下或在大面積荷載作用下，所完成的固結(jié)均為力作用下或在大面積荷載作用下，所完成的固結(jié)均為K K0 0固結(jié)固結(jié)室

4、內(nèi)土的室內(nèi)土的三軸壓縮試驗三軸壓縮試驗或或無側(cè)限抗壓試驗無側(cè)限抗壓試驗，可以測定土的，可以測定土的彈性模量彈性模量E E；還可以測定土的抗剪強度指標(biāo)。當(dāng)考慮；還可以測定土的抗剪強度指標(biāo)。當(dāng)考慮應(yīng)力歷史應(yīng)力歷史對土的壓縮性影響時，可以測定土的對土的壓縮性影響時，可以測定土的壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)C Cc c等指標(biāo)。等指標(biāo)。原位的測試方法：原位的測試方法：現(xiàn)場（靜）載荷試驗現(xiàn)場（靜）載荷試驗（淺層平板載荷試淺層平板載荷試驗、深層平板載荷試驗驗、深層平板載荷試驗），利用與其它現(xiàn)場試驗（如標(biāo)貫、靜），利用與其它現(xiàn)場試驗（如標(biāo)貫、靜力觸探、圓錐動力觸探等）建立關(guān)系間接求出變形模量力觸探、圓錐動力觸探等）建立關(guān)

5、系間接求出變形模量天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)6/35第第5章土的壓縮性章土的壓縮性5.1 概述概述5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)5.3 應(yīng)力歷史對壓縮性的影響應(yīng)力歷史對壓縮性的影響5.4 土的變形模量土的變形模量5.5 土的彈性模量土的彈性模量天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)7/355.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)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)5.2.2固結(jié)試驗和壓縮曲線固結(jié)試驗和壓縮曲線5.2.1土的壓縮模量和體積壓縮系數(shù)土的壓縮模量和體積壓縮系數(shù)5.2.3回彈曲線和再壓縮曲線回彈曲線和再壓縮曲線5.2.4天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院

6、土力學(xué)土力學(xué)8/35壓縮曲線是土的孔隙比與所受壓力的關(guān)系曲線，從壓縮曲線是土的孔隙比與所受壓力的關(guān)系曲線，從而得到土的壓縮性指標(biāo)而得到土的壓縮性指標(biāo)三聯(lián)固結(jié)儀三聯(lián)固結(jié)儀5.2.1固結(jié)試驗和壓縮曲線固結(jié)試驗和壓縮曲線天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)9/355.2.1固結(jié)試驗和壓縮曲線固結(jié)試驗和壓縮曲線荷載荷載注意：注意：土樣在豎直壓土樣在豎直壓力作用下，由于環(huán)刀力作用下，由于環(huán)刀和剛性護環(huán)的限制，和剛性護環(huán)的限制，只產(chǎn)生豎向壓縮，不只產(chǎn)生豎向壓縮，不產(chǎn)生側(cè)向變形產(chǎn)生側(cè)向變形1.1.壓縮儀示意圖壓縮儀示意圖剛性護環(huán)剛性護環(huán)加壓活塞加壓活塞透水石透水石環(huán)刀環(huán)刀底座底座透水石透水石土樣土樣天津城建

7、大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)10/352.2.e e- -p p曲線曲線研究土在不同壓力作用下，孔隙比變化規(guī)律研究土在不同壓力作用下，孔隙比變化規(guī)律Vve0Vs1H0/(1+e0)H0VveiVs1H1/(1+ei)H1Hi土樣在壓縮前后變土樣在壓縮前后變形量為形量為Hi，整個過整個過程中土粒體積和底程中土粒體積和底面積不變面積不變01011iHHAAee土粒體積高度在土粒體積高度在受壓前后不變受壓前后不變)1(000eHHeeii整理整理1)1(000wswde 其中其中根據(jù)不同壓力根據(jù)不同壓力p作用下，達(dá)到穩(wěn)定的孔隙比作用下，達(dá)到穩(wěn)定的孔隙比e，繪制繪制e- -p曲線，為壓縮曲線曲線，為壓

8、縮曲線p5.2.1固結(jié)試驗和壓縮曲線固結(jié)試驗和壓縮曲線天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)11/352.2.e e- -p p曲線曲線百分表百分表加壓上蓋加壓上蓋試樣試樣透水石透水石護環(huán)護環(huán)環(huán)刀環(huán)刀壓縮壓縮容器容器P1s1e1e0pte stP2s2e2P3s3e3普通直角坐標(biāo)普通直角坐標(biāo)e-pe-p曲線曲線一般按一般按5050、100100、200200、300300、400kPa400kPa五級加荷，第一級壓力軟土宜從五級加荷，第一級壓力軟土宜從12.512.5或或25kPa25kPa開始。開始。加荷率（前后兩級荷載之差與前一加荷率（前后兩級荷載之差與前一級荷載之比）取級荷載之比）取1 1

9、壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)a(MPaa(MPa-1-1) )、壓縮模量、壓縮模量E Es s(MPa)(MPa)半對數(shù)直角坐標(biāo)半對數(shù)直角坐標(biāo)e-lgpe-lgp曲線曲線壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)C Cc c初始階段加荷率取初始階段加荷率取0.50.5一般按一般按12.512.5、18.7518.75、2525、37.537.5、5050、100100、200200、300300、400400、800800、16001600、3200kPa3200kPa注意：讀數(shù)時間注意：讀數(shù)時間5.2.1固結(jié)試驗和壓縮曲線固結(jié)試驗和壓縮曲線天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)12/352.2.e e- -p p曲線曲線5.2.1

10、固結(jié)試驗和壓縮曲線固結(jié)試驗和壓縮曲線另外，固結(jié)試驗結(jié)果還可繪制試樣另外，固結(jié)試驗結(jié)果還可繪制試樣壓縮量與時間平方根壓縮量與時間平方根（或（或時間對數(shù)）的關(guān)系曲線，測定土的時間對數(shù)）的關(guān)系曲線，測定土的豎向固結(jié)系數(shù)豎向固結(jié)系數(shù)C Cv v(cm(cm2 2/s),/s),它它是土的單向固結(jié)理論中表示是土的單向固結(jié)理論中表示固結(jié)速度固結(jié)速度的一個變形特性指標(biāo)。的一個變形特性指標(biāo)。e0eppee- -p曲線曲線曲線曲線A曲線曲線B曲線曲線A壓縮性壓縮性曲線曲線B壓縮性壓縮性壓縮性不同的土，曲線形狀不同，曲線愈陡，說明在相同壓壓縮性不同的土，曲線形狀不同，曲線愈陡，說明在相同壓力增量作用下，土的孔隙比

11、減少得愈顯著，土的壓縮性愈高力增量作用下，土的孔隙比減少得愈顯著，土的壓縮性愈高天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)13/355.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)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)5.2.2固結(jié)試驗和壓縮曲線固結(jié)試驗和壓縮曲線5.2.1土的壓縮模量和體積壓縮系數(shù)土的壓縮模量和體積壓縮系數(shù)5.2.3回彈曲線和再壓縮曲線回彈曲線和再壓縮曲線5.2.4天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)14/355.2.2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)土的壓縮系數(shù)：土的壓縮系數(shù)：土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與有效壓力增土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與有效壓力增量的比

12、值，即量的比值，即e-pe-p曲線中某一壓力段的割線斜率。曲線中某一壓力段的割線斜率。p1p2e1e2M1M2e0epe- -p曲線曲線pe利用單位壓力增量所引起得孔利用單位壓力增量所引起得孔隙比改變表征土的壓縮性高低隙比改變表征土的壓縮性高低pea d d在壓縮曲線中，實際采用割在壓縮曲線中，實際采用割線斜率表示土的壓縮性線斜率表示土的壓縮性1221 ppeepea常用常用p1100kPa、 p2200kPa對應(yīng)的壓縮系數(shù)對應(yīng)的壓縮系數(shù)a1-2評價土的評價土的壓縮性壓縮性 a1-20.1MPa-1低壓縮性土低壓縮性土0.1MPa-1a1-20.5MPa-1中壓縮性土中壓縮性土 a1-20.5

13、MPa-1高壓縮性土高壓縮性土1221 ppeepea斜率天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)15/355.2.2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)土的壓縮指數(shù)：土的壓縮指數(shù)：土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與有效壓力常土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與有效壓力常用對數(shù)值增量的比值，即用對數(shù)值增量的比值，即e e-lg-lgp p曲線中某一壓力段的直線斜率。曲線中某一壓力段的直線斜率。1221lglgppeeCc斜率e e-lg-lgp p曲線后壓力段接近直線，曲線后壓力段接近直線，其斜率其斜率C Cc c為：為：)/lg(/lglg121221ppeppeeCc同壓縮系數(shù)一樣，壓縮指數(shù)同壓

14、縮系數(shù)一樣，壓縮指數(shù)CcCc值越大，土的壓縮性越高。低值越大，土的壓縮性越高。低壓縮性土的壓縮性土的CcCc值一般小于值一般小于0.20.2，CcCc值大于值大于0.40.4為高壓縮性土。為高壓縮性土。天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)16/355.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)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)5.2.2固結(jié)試驗和壓縮曲線固結(jié)試驗和壓縮曲線5.2.1土的壓縮模量和體積壓縮系數(shù)土的壓縮模量和體積壓縮系數(shù)5.2.3回彈曲線和再壓縮曲線回彈曲線和再壓縮曲線5.2.4天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)17/355.2.3 土的壓縮模量和體積壓縮系數(shù)土的壓縮

15、模量和體積壓縮系數(shù)Vve1Vs1H1/(1+e1)H1Vve2Vs1H2/(1+e2)pH2p2Hp1土的壓縮模量：土的壓縮模量：土體在側(cè)限條件下的豎向附加壓應(yīng)力與豎向應(yīng)土體在側(cè)限條件下的豎向附加壓應(yīng)力與豎向應(yīng)變之比值。變之比值。121211eeHH12111 eeeHH或H/H1H/H1即為土樣的豎向應(yīng)變即為土樣的豎向應(yīng)變pae由由得得aeeeepEs11211)1/()(說明：說明：土的壓縮模量土的壓縮模量Es與土的的壓縮系數(shù)與土的的壓縮系數(shù)a成反比，成反比， Es愈大，愈大， a愈小，土的壓縮性愈低愈小，土的壓縮性愈低天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)18/355.2.3 土的壓縮模量

16、和體積壓縮系數(shù)土的壓縮模量和體積壓縮系數(shù)土的體積壓縮系數(shù)土的體積壓縮系數(shù)m mv v：土體在側(cè)限條件下的豎向土體在側(cè)限條件下的豎向( (體積）應(yīng)變體積）應(yīng)變與豎向附加壓應(yīng)力之比（與豎向附加壓應(yīng)力之比（MPaMPa-1-1),),亦稱亦稱單向單向體積壓縮系數(shù)，即土體積壓縮系數(shù)，即土的壓縮模量的倒數(shù)。的壓縮模量的倒數(shù)。111eaEmsv說明：說明：同土的壓縮系數(shù)同土的壓縮系數(shù)a a一樣，一樣， m mv v值越大，土的壓縮性越高值越大，土的壓縮性越高天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)19/355.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)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)5.2.2固

17、結(jié)試驗和壓縮曲線固結(jié)試驗和壓縮曲線5.2.1土的壓縮模量和體積壓縮系數(shù)土的壓縮模量和體積壓縮系數(shù)5.2.3回彈曲線和再壓縮曲線回彈曲線和再壓縮曲線5.2.4天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)20/355.2.4 回彈曲線和再壓縮曲線回彈曲線和再壓縮曲線ep(lg)0e壓縮曲線壓縮曲線回彈曲線回彈曲線再壓縮曲線再壓縮曲線piep壓縮曲線壓縮曲線回彈曲線回彈曲線再壓縮曲線再壓縮曲線pi0eabcdf天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)21/35第第5章土的壓縮性章土的壓縮性5.1 概述概述5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)5.3 應(yīng)力歷史對壓縮性的影響應(yīng)力歷史對壓縮性的影響5.4

18、土的變形模量土的變形模量5.5 土的彈性模量土的彈性模量天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)22/355.3.1 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（前期固結(jié)壓力）：先期固結(jié)壓力（前期固結(jié)壓力）：天然土層在歷史上受過最大天然土層在歷史上受過最大固結(jié)壓力（指土體在固結(jié)過程中所受的最大豎向有效應(yīng)力）。固結(jié)壓力（指土體在固結(jié)過程中所受的最大豎向有效應(yīng)力）。土土在歷史上所經(jīng)受的先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)有覆蓋土重在歷史上所經(jīng)受的先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)有覆蓋土重歷史上曾經(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)壓力根據(jù)應(yīng)力歷史分類：根據(jù)應(yīng)力歷史分類：正常固結(jié)土

19、正常固結(jié)土超固結(jié)土超固結(jié)土次固結(jié)土次固結(jié)土先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)有覆蓋土重先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)有覆蓋土重超固結(jié)比超固結(jié)比OCROCR：先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重之比。先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重之比。1ppOCRc先期固結(jié)壓力，先期固結(jié)壓力，kPakPa現(xiàn)有覆蓋土重，現(xiàn)有覆蓋土重，kPakPaOCR=1 正常固結(jié)土 OCR1 超固結(jié)土 OCR p p1 1現(xiàn)在地面現(xiàn)在地面剝蝕前地面剝蝕前地面h hc c超固結(jié)土超固結(jié)土h hp1=hC C類土層類土層p pc c p p1 1現(xiàn)在地面現(xiàn)在地面h hc c欠固結(jié)土欠固結(jié)土5.3.1 沉積土（層）的應(yīng)力歷史沉積土（層）的應(yīng)力歷史確定先期固結(jié)壓力，應(yīng)結(jié)合場地

20、地形、地貌等形成歷史的調(diào)查資料加以判確定先期固結(jié)壓力，應(yīng)結(jié)合場地地形、地貌等形成歷史的調(diào)查資料加以判斷，如歷史上由于斷，如歷史上由于自然力自然力（流水、冰川等地質(zhì)作用的剝蝕）和（流水、冰川等地質(zhì)作用的剝蝕）和人工開挖人工開挖等剝?nèi)サ葎內(nèi)ピ嫉乇硗翆?，或在原始地表土層，或在現(xiàn)場堆載預(yù)壓現(xiàn)場堆載預(yù)壓作用等，都可能使土層成為作用等，都可能使土層成為超固結(jié)土超固結(jié)土；新近新近沉積的粘性土沉積的粘性土、粉土粉土、海濱淤泥海濱淤泥、年代不久的人工填土年代不久的人工填土及及地下水位發(fā)生下降地下水位發(fā)生下降，都可使土層處于都可使土層處于欠固結(jié)狀態(tài)欠固結(jié)狀態(tài)。天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)24/355.3

21、.1 沉積土（層）的應(yīng)力歷史沉積土（層）的應(yīng)力歷史e ep(lg)CD1.1. 在在e-lge-lgp曲線上，找出曲線上，找出曲率最大點曲率最大點m m2. 作水平線作水平線m13. 作作m點切線點切線m24. 作作m1,m2 的角分線的角分線m35. m3與試驗曲線直線段的與試驗曲線直線段的延長線交于點延長線交于點B6. B點對應(yīng)于先期固結(jié)壓點對應(yīng)于先期固結(jié)壓力力pcmrmin1 12 23 3p pc cAB先期固結(jié)壓力先期固結(jié)壓力p pc c的確定（的確定（卡薩格蘭德法）卡薩格蘭德法）天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)25/355.3.2 現(xiàn)場原始壓縮曲線及壓縮性指標(biāo)現(xiàn)場原始壓縮曲線及

22、壓縮性指標(biāo)現(xiàn)場原始壓縮曲線：現(xiàn)場原始壓縮曲線：現(xiàn)場土層在其沉積過程中由上覆土重原本現(xiàn)場土層在其沉積過程中由上覆土重原本存在的壓縮曲線，簡稱存在的壓縮曲線，簡稱原始壓縮曲線原始壓縮曲線。c0.42e0.42e0 01 1、正常固結(jié)土的原始壓縮曲線、正常固結(jié)土的原始壓縮曲線室內(nèi)壓縮曲線室內(nèi)壓縮曲線rmine ep(lg)A1 12 23 3p pc ce e0 0Bp pc c= p= p1 1F對正常固結(jié)土先期固結(jié)壓力對正常固結(jié)土先期固結(jié)壓力p pc c=p=p1 1( (試樣現(xiàn)場自重壓力）試樣現(xiàn)場自重壓力）Fe e1 1為現(xiàn)場孔隙比（土樣不膨脹，為現(xiàn)場孔隙比（土樣不膨脹，e e1 1=e=e0

23、 0) )，畫出，畫出dbdb段段F以以0.42e0.42e0 0在壓縮曲線上確定在壓縮曲線上確定c c點點F通過通過b b、c c兩點的直線即為所求的兩點的直線即為所求的原位壓縮曲線原位壓縮曲線Fbcbc線的斜率為正常固結(jié)土的壓縮線的斜率為正常固結(jié)土的壓縮指數(shù)指數(shù)C Cc c值值dbe e1 1)/lg(/12ppeCc天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)26/35bep(lg)BA0e室內(nèi)室內(nèi)壓縮壓縮曲線曲線室內(nèi)室內(nèi)回彈回彈曲線曲線室內(nèi)室內(nèi)再壓縮再壓縮曲線曲線1e1bd5.3.2 現(xiàn)場原始壓縮曲線及壓縮性指標(biāo)現(xiàn)場原始壓縮曲線及壓縮性指標(biāo)2 2、超固結(jié)土的原始壓縮曲線、超固結(jié)土的原始壓縮曲線

24、F根據(jù)超固結(jié)土試樣現(xiàn)場自重壓力根據(jù)超固結(jié)土試樣現(xiàn)場自重壓力p p1 1，e e1 1為現(xiàn)場孔隙比（土樣不膨為現(xiàn)場孔隙比（土樣不膨脹，脹，e e1 1=e=e0 0) )，畫出，畫出dbdb1 1段段F畫出室內(nèi)回彈曲線與再壓縮曲線畫出室內(nèi)回彈曲線與再壓縮曲線的平均斜率，通過的平均斜率，通過b b1 1點作一斜率點作一斜率與之相等的直線，與通過與之相等的直線，與通過B B點的點的垂線交于垂線交于b b點，點，b b1 1b b就是原始再壓就是原始再壓縮曲線，斜率為回彈指數(shù)縮曲線，斜率為回彈指數(shù)C Ce e。F以以0.42e0.42e0 0在壓縮曲線上確定在壓縮曲線上確定c c點點F通過通過b b、

25、c c兩點的直線即為所求的兩點的直線即為所求的原位壓縮曲線，斜率為壓縮指數(shù)原位壓縮曲線，斜率為壓縮指數(shù)C Cc c值值0.42e0c原位再壓原位再壓縮曲線縮曲線Ce1pcp原位再壓原位再壓縮曲線縮曲線Cc平行平行天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)27/35第第5章土的壓縮性章土的壓縮性5.1 概述概述5.2 固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)固結(jié)試驗及壓縮性指標(biāo)5.3 應(yīng)力歷史對壓縮性的影響應(yīng)力歷史對壓縮性的影響5.4 土的變形模量土的變形模量5.5 土的彈性模量土的彈性模量天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)28/355.4.1 淺層平板載荷試驗及變形模量淺層平板載荷試驗及變形模量百分表百分表百分表百分

26、表千斤頂千斤頂千斤頂千斤頂堆重堆重排鋼梁排鋼梁木垛木垛載荷板載荷板載荷板載荷板鋼梁（各由兩鋼梁（各由兩個地錨錨?。﹤€地錨錨住）地地錨錨(a)(a)堆重千斤頂式堆重千斤頂式(b)(b)地錨千斤頂式地錨千斤頂式淺層平板載荷試驗載荷架示例淺層平板載荷試驗載荷架示例天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)29/355.4.1 淺層平板載荷試驗及變形模量淺層平板載荷試驗及變形模量1 1、地基土淺層平板載荷試驗可適用于確定淺部地基土層的承壓板下應(yīng)力主、地基土淺層平板載荷試驗可適用于確定淺部地基土層的承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的承載力。要影響范圍內(nèi)的承載力。承壓板面積不應(yīng)小于承壓板面積不應(yīng)小于0.25m0.25

27、m2 2，對于，對于軟土不應(yīng)小于軟土不應(yīng)小于0.5m0.5m2 2。2 2、試驗基坑寬度、試驗基坑寬度不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的三倍不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的三倍。應(yīng)保持試驗土層的原。應(yīng)保持試驗土層的原狀結(jié)構(gòu)和天然濕度。宜在擬試壓表面用狀結(jié)構(gòu)和天然濕度。宜在擬試壓表面用粗砂或中砂層找平粗砂或中砂層找平，其厚度不超過，其厚度不超過20mm20mm。3 3、加荷等級、加荷等級不應(yīng)少于不應(yīng)少于8 8級級。最大加載量不應(yīng)小于設(shè)計要求的兩倍。最大加載量不應(yīng)小于設(shè)計要求的兩倍。4 4、每級加載后、每級加載后, ,按間隔按間隔1010、1010、1010、1515、15min15min，以后為每隔半小時測讀

28、一，以后為每隔半小時測讀一次沉降量，當(dāng)在連續(xù)兩小時內(nèi)，次沉降量，當(dāng)在連續(xù)兩小時內(nèi)，每小時的沉降量小于每小時的沉降量小于0.1mm0.1mm時，則認(rèn)為已趨時，則認(rèn)為已趨穩(wěn)定穩(wěn)定, ,可加下一級荷載。可加下一級荷載。5 5、當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，即可終止加載：、當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，即可終止加載： （1 1）承壓板周圍的土明顯地側(cè)向擠出；承壓板周圍的土明顯地側(cè)向擠出； （2 2）沉降沉降S S急驟增大，荷載急驟增大，荷載- -沉降沉降(P-S)(P-S)曲線出現(xiàn)現(xiàn)陡降段；曲線出現(xiàn)現(xiàn)陡降段； （3 3）在某一級荷載下，在某一級荷載下，2424小時內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定；小時內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定；

29、（4 4）沉降量與承壓板寬度或直徑之比大于或等于沉降量與承壓板寬度或直徑之比大于或等于0.060.06。 當(dāng)滿足前四種情況之一時，其對應(yīng)的前一級荷載定為極限荷載。當(dāng)滿足前四種情況之一時，其對應(yīng)的前一級荷載定為極限荷載。注意事項：注意事項：天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)30/355.4.1 淺層平板載荷試驗及變形模量淺層平板載荷試驗及變形模量計算公式：計算公式：.1111120相對應(yīng)的沉降與比例界限承壓板的邊長；響系數(shù)；與承壓板有關(guān)的沉降影psbsbpE對剛性承壓板應(yīng)取對剛性承壓板應(yīng)取r r0.8860.886（方形壓板）（方形壓板） 0.7850.785（圓形壓板）（圓形壓板）11201

30、886. 0sbpE11201785. 0sdpE或或d d承壓板的直徑承壓板的直徑2121/4/dPpbPp或由由dsPE1201得得天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)31/355.4.2 深層平板載荷試驗及變形模量深層平板載荷試驗及變形模量1 1、深層平板載荷試驗可適用于埋深、深層平板載荷試驗可適用于埋深不小于不小于3m3m的地基土層及大直徑樁的地基土層及大直徑樁樁端土層。樁端土層。2 2、承壓板采用、承壓板采用直徑為直徑為0.8m0.8m的剛性板，緊靠承壓板周圍外側(cè)的土層高的剛性板，緊靠承壓板周圍外側(cè)的土層高度應(yīng)度應(yīng)不小于不小于0.8m0.8m。3 3、加荷等級、加荷等級可按預(yù)估極限荷

31、載的可按預(yù)估極限荷載的1/151/151/101/10分級施加分級施加。最大加載量。最大加載量宜達(dá)到破壞，不應(yīng)小于設(shè)計要求的兩倍。宜達(dá)到破壞，不應(yīng)小于設(shè)計要求的兩倍。4 4、每級加載后測讀時間間隔及穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)與淺層平板載荷試驗一樣。、每級加載后測讀時間間隔及穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)與淺層平板載荷試驗一樣。5 5、當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，即可終止加載：、當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，即可終止加載：（1 1）沉降沉降s s急驟增大，急驟增大，p-sp-s曲線上有可判定極限荷載的陡降段，且沉曲線上有可判定極限荷載的陡降段，且沉降量降量超過超過0.04d0.04d（d d為承壓板直徑）；為承壓板直徑）；（2 2）在某級荷載下，在

32、某級荷載下，2424小時內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定；小時內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定；（3 3）本級沉降量大于前一級沉降量的本級沉降量大于前一級沉降量的5 5倍倍；（4 4）當(dāng)持力層土質(zhì)堅硬，沉降量很小時，當(dāng)持力層土質(zhì)堅硬，沉降量很小時，最大加載量不小于荷載設(shè)最大加載量不小于荷載設(shè)計值的計值的2 2倍倍。注意事項：注意事項：天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)32/355.4.2 深層平板載荷試驗及變形模量深層平板載荷試驗及變形模量計算公式：計算公式：dsPIIEsdpIIEsdpIIE1221011221011221011785. 01或或。有關(guān)的修正系數(shù)，與土的泊松比時，當(dāng)有關(guān)的修正系數(shù)，與承壓板埋深式中：422211221;/23.05 .0IIzdIdzzI天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院土力學(xué)土力學(xué)33/355.4.4 變形模量與壓縮模量的關(guān)系變形模量與壓縮模量的關(guān)系022021-121 -121KEEEssu壓縮模量壓縮模量指土在側(cè)限壓縮條件下豎向附加壓應(yīng)力與應(yīng)變增量指土在側(cè)限壓縮條件下豎向附加壓應(yīng)力與應(yīng)變增量之比。之比。u變形模量變形模量指土在無側(cè)限條件下附加壓應(yīng)力與壓縮應(yīng)變之