导图社区 第四章
土体压缩性是土的重要力学性质指标之一，主要利用土的压缩性指标计算地基沉降，评价地基变形。表示土体压缩性的指标是土体压缩系数。压缩系数愈大，土的压缩性愈大。
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第四章 土体的压缩性与地基沉降计算
土的压缩性
基本概念
土体在在压力作用下体积缩小的特性
土的固结
土体在压力作用下，其压缩量随时间增长的过程
定义要重点记忆
压缩试验
室内试验
侧限压缩试验
实验仪器
三联固结仪
方法
施加荷载，静置到变形稳定，逐级增加荷载
测定
轴向应力，轴向压缩变形
三轴压缩试验
三轴压缩仪
分类
固结排水
固结不排水
不固结不排水
加围压力σ1=σ2=σ3
原位试验
静荷载试验，旁压试验，标贯试验，静（动）力触探试验
压缩曲线及压缩指标
e-p曲线
侧限压缩模量
Es=Δp/Δε
体积压缩系数
Mv=1/Es
压缩系数
a=-Δe/Δp
作为土压缩性的判断标准之一
e-logp曲线
Cc=-Δe/Δ（lgp）
回弹指数
Ce=-Δe/Δ（lgp）
需要重点掌握
先期固结压力
定义
土层历史所经受的最大压力σp
土层当前承受的自重压力为σs，OCR为超固结比，OCR=σp/σs
正常固结土
OCR=1
超固结土
OCR>1
欠固结土
OCR<!
计算方法
原位压缩及原位再压缩曲线
基本假定
取样后不回弹，即土样取出后孔隙比保持不变，（e0,σs）点位于原状土初始压缩或再压缩曲线上
压缩指数Cc和回弹指数Ce为常数
试验曲线上的0.42e0点不受扰动影响，未受扰动影响的原位初始压缩曲线也应相交于该点
原位压缩曲线的推求
正常固结土的推定方法
超固结土的推定方法
饱和黏性土地基沉降与时间的关系
沉降与时间之间的关系：饱和土层的一维渗流固结
一维渗流固结理论
土是均质，饱和，不可压缩
渗流单向，且服从层流状态
压缩系数为定值
外荷载瞬时加载，且不变
土的固结系数（平方厘米/秒）
值越大，固结越快
公式Cv=k(1+e1)/aγw
时间因数（无量纲）
描述固结程度，值越大固结程度越低
公式Tv=t*Cv/H^2
固结度
某点的固结度
U(z,t)=σ'z/σz=(σz-u(z,t))/σz=1-u(z,t)/σz
土层平均固结度
Ut=有效应力分布面积/总应力分布面积
Ut=1-∫u(z,t)dz/∫σzdz
平均固结度Ut与沉降量St之间的关系
Ut=St/S∞
St=Ut*S∞
t时刻的固结度（α-1）
Ut=1-8e^(-π^2*Tv/4)/π^2
有关沉降-时间的工程问题
求某一时刻t的固结度与沉降量
t－＞Tv－＞Ut－＞St
求达到某一固结度所需要的时间
Ut－＞根据Ut查表计算确定Tv－＞t
根据前一阶段测定的沉降-时间曲线，推算以后的沉降-时间关系
地基的最终沉降量计算
黏性土地基的沉降组成
由初始瞬时沉降Sd、主固结沉降Sc，次固结沉降Ss三部分组成，S=Sd+Sc+Ss
单一土层一维压缩问题
公式
S=εzH=εyH=H*(e1-e2)/(1+e1)
分层总和法
假设基底压力为线性分布
附加应力用弹性理论计算
侧限应力状态，只发生单向沉降，以基础底面中心线来计算
只计算固结沉降，不计瞬时沉降和次固结沉降
将地基分成若干层，认为整个地基的最终沉降量为各层沉降量之和
S=ΣSi
计算步骤
绘制剖面图
地基分层hi
计算原地基中自重应力分布σcz线于基础左侧
计算基底附加压力p0，以及地基中的附加应力并绘制σz线于基础右侧
确定计算深度Zn
计算各分层压缩量Si
计算土层的总沉降量
规范法（应力面积法）
假想地基是均质的，即所假定的土在侧限条件下的压缩模量不随深度而变
计算基底压力以及基底附加压力
先假设压缩层厚度
Zn：b*(2.5-0.4*lnb)
计算各分层的压缩量
ΔSi’=p0*(α1z1-α(i-1)z(i-1)/Esi
确定压缩层厚
Δsn<=0.025Σsi
计算总沉降量
S=ψs*s
