文档介绍：第3章地基变形计算
一、知识点:
土的压缩性
  土的压缩性   压缩曲线和压缩性指标
地基的最终沉降量
  分层总和法   规范法(不作考察)
概述 土的渗透性 渗透系数的测定和影响因素 渗透力和渗透变形
二、考试内容:
重点掌握内容
、压缩指数、压缩模量的定义、表达式及其应用这些指标评价土的压缩性的方法。
、计算步骤和方法。
三、本章内容:
§ 土的压缩性
土的压缩性
土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性,试验研究表明,在一般压力(100—600kPa)作用下,土粒和水的压缩与土的总压缩量之比是很微小的,因此完全可以忽略不计,所以把土的压缩看作为土中孔隙体积的减小。此时,土粒调整位置,重行排列,互相挤紧。饱和土压缩时,随着孔隙体积的减少土中孔隙水则被排出。
土的压缩性是由土的压缩系数、压缩指数、压缩模量(有侧限压缩试验确定)、变形模量(现场原位载荷试验确定)、应力历史(重复荷载试验确定)决定。有侧限压缩试验是各个工程必需做的,而其它两个试验在高层或重要建筑中用到。我们可以从理论上导出压缩模量与变形模量的关系。
在荷载作用下,透水性大的饱和无粘性土,其压缩过程在短时间内就可以结束,相反地,粘性土的透水性低,饱和粘性土中的水分只能慢慢排出,因此其压缩稳定所需的时间要比砂土长得多。土的压缩随时间而增长的过程,称为土的固结。随着固结时间的增长,土的物理力学性质会不断地改善。
压缩曲线和压缩性指标
压缩试验
室内压缩试验时,用金属环刀切取保持天然结构的原状土样,并置于圆筒形压缩容器(书62页图3-1)的刚性护环内,土样上下各垫有一块透水石,土样受压后土中水可以自由排出。由于金属环刀和刚性护环的限制,土样在压力作用下只可能发生竖向压缩,而无侧向变形。土样在天然状态下或经人工饱和后,进行逐级加压固结,以便测定各级压力P作用下土样压缩稳定后的孔隙比变化。
压缩曲线
压缩曲线是室内土的压缩试验成果,它是土的孔隙比与所受压力的关系曲线。设土样的初始高度为,受压后土样高度为H,则,为外压力P作用下土样压缩稳定后的变形量。根据土的孔隙比的定义,假设土粒体积(不变),则土样孔隙体积在受压前相应于初始孔隙比,在受压后相应于孔隙比(上62页图3-2)
图3-2 压缩试验中的土样孔隙比变化(土样横截面积不变)
为求土样压缩稳定后的孔隙比,利用受压前后土粒体积不变和土样横截面积不变的两个条件,得出(见图3-25):
或
式中,其中、,分别为土粒比重、土样的初始含水量和初始重度。
这样,只要测定土样在各级压力P作用下的稳定压缩量s后,就可按上式算出相应的孔隙比,从而绘制土的压缩曲线。
压缩曲线可按两种方式绘制,一种是采用普通直角坐标绘制的曲线[书63页图3—3a]。
在常规试验中,一般按50、100、200、300、400kPa五级加荷,另一种的横坐标则取的常用对数值,即采用半对数直角座标纸绘制成曲线[书63页图3-3(b)],试验时以较小的压力开始,采取小增量多级加荷