文档介绍：变形模量,压缩模量
土的变形模量是土体在无侧限条件下应力与应变之比值,相当于弹性模量。由于土体不是理想的弹性体,故称为变形模量。土的变形模量反映了土体抵抗弹塑性变形的能力,可用于弹塑性问题分析,通常可以通过三轴试验或现场试验进行测定。如果现场原位试验未进行,可以通过其他方法进行估算、假定或理论计算。
E--弹性模量 Es--压缩模量 Eo--变形模量
在工程中土的弹性模量要远大于压缩模量和变形模量,而压缩模量又大于变形模量。但在勘察报告中却只提供变形模量,在模拟计算的时侯我们要用弹性模量。
变形模量的定义在表达式上和弹性模量是一样的E=ζ/ε,对于变形模量ε是指应变,包括弹性应变εe和塑性应变εp,对于弹性模量而言,ε就是指εe。压缩模量指的是侧限压缩模量,通过固结试验可以测定。如果土体是理想弹性体,那么E=Es(1-2μ^2/(1-μ))=E0。
在土体模拟分析时,如果时一维压缩问题,选用Es;如果是变形问题,一般用E0;如果是瞬时变形,或弹性变形用E。
土的变形模量和压缩模量,是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标。
为了建立变形模量和压缩模量的关系,在地基设计中,常需测量土的側压力系数ξ和側膨胀系数μ。
側压力系数ξ:是指側向压力δx与竖向压力δz之比值,即:
ξ=δx/δz
土的側膨胀系数μ(泊松比):是指在側向自由膨胀条件下受压时,测向膨胀的应变εx与竖向压缩的应变εz之比值,即
μ=εx/εz
根据材料力学广义胡克定律推导求得ξ和μ的相互关系,
ξ=μ/(1-μ)或μ=ε/(1+ε)
土的側压力系数可由专门仪器测得,但側膨胀系数不易直接测定,可根据土的側压力系数,按上式求得。
在土的压密变形阶段,假定土为弹性材料,则可根据材料力学理论,推导出变形模量E0和压缩模量Es之间的关系。
,令β=
则Eo=βEs
当μ=0~,β=1~0,即Eo/Es的比值在0~1之间变化,即一般Eo小于Es。但很多情况下Eo/Es 都大于1。其原因为:一方面是土不是真正的弹性体,并具有结构
性;另一方面就是土的结构影响;三是两种试验的要求不同;
μ、β的理论换算值
土的种类μβ
碎石土 ~ ~
砂土 ~ ~
粉土 ~ ~
粉质粘土 ~ ~
粘土 ~ ~
注:E0与Es之间的关系是理论关系,实际上,由于各种因素的影响,E0值可能是βEs值的几倍,一般来说,土愈坚硬则倍数愈大,而软土的E0值与βEs值比较
谈我的理解
1、用压缩模量还是变形模量要看你的基础形式及尺寸大小,无论是压缩模量还是变形模量都是试验做出来的,没有一个能真实反应在基础下的变形问题。如果是采用较大的基础形式,如:筏板基础,由于其面积较大,周围的侧压几乎可以忽略不计,应该取压缩模量,而对于较小尺寸的基础,由于土体的侧向位移对整个地基影响较大,应该采用变形模量。
2、承载力的大小跟模量的大小没有一个固定的关系。总体上模量大,承载力大。
3、变形模量与压缩模量关系:E0=βES,β<1,Eo、Es的关系跟你的