高等土力学第五章土的压缩与固结5.3PPT课件
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《土的压缩与固结》课件
课程目标
01
掌握土的压缩和固结的基本原理和计算方法。
02
了解土的压缩和固结的工程应用和实践案例。
03
培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
CHAPTER
02
土的压缩性
土的压缩性定义
土的压缩性是指土在 压力作用下体积减小 的性质。
土的压缩性是评价土 的工程性质的重要指 标之一。
土的压缩过程是不可 逆的，与土的固结不 同。
详细描述
在隧道工程建设中，土的压缩与固结对隧道 开挖面的稳定性和支护结构的受力状态具有 重要影响。隧道开挖过程中，需考虑土的压 缩性以控制隧道收敛和变形；同时，固结过 程会影响土体强度和隧道支护结构的稳定性 。因此，了解土的压缩与固结规律对于隧道
工程的安全施工和稳定性控制至关重要。
土的压缩与固结在边坡工程中的应用
固结系数的确定
固结系数是描述孔隙水排出速 度的参数，与土体的渗透系数 、压缩性和边界条件等因素有 关。
确定固结系数的方法包括室内 试验、原位试验和数值模拟等 。
固结系数的确定对于准确预测 土体的固结过程和工程安全具 有重要的意义。
CHAPTER
04
土的固结试验
固结试验设备
固结仪
用于模拟土体在压力作用 下的固结过程，通常由压 力室、加压系统、排水系 统等组成。
对未来研究的展望
01 02 03 04
随着工程建设的不断发展，土的压缩与固结的研究将越来越受到重视 。
未来研究可以进一步探讨土的压缩与固结的微观机制和本构模型，提 高土力学模型的精度和适用性。
此外，未来研究还可以加强土的压缩与固结与环境因素的相互作用， 如气候变化、污染物排放等对土的压缩与固结的影响。
《土的压缩性》课件
《土的压缩性》PPT课件
土的压缩性是研究土体变形及其影响的重要课题。本课件将介绍土体的压缩 特性、压缩度与一维压缩模量、黏聚力与内摩擦角对土的影响、土的固结以 及土的压缩性在工程实践中的应用。
概述
土体压缩及其影响，压缩特性及测定方法。
压缩过程的表征
压缩指标的引入，压缩曲线的描述。
压缩度与一维压缩模量
压缩度含义及计算，一维压缩模量的定义及计算。
黏聚力与内摩擦角对土的压缩 特性影响
黏聚力含义及计算，内摩擦角含义及计算，黏聚力与内摩擦角对土的影响。
土的固结
固结和荷载传递，深度、应力和变形。
土的压缩性与工程实践
地基处理法，压密措施，工程实践案例。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
结论
土的压缩性对工程的重要性，进一步研究的必要性。
引用资料
某大学《土工学》课程PPT资料
土的压缩性是研究土体变形及其影响的重要课题。本课件将介绍土体的压缩 特性、压缩度与一维压缩模量、黏聚力与内摩擦角对土的影响、土的固结以 及土的压缩性在工程实践中的应用。
概述
土体压缩及其影响，压缩特性及测定方法。
压缩过程的表征
压缩指标的引入，压缩曲线的描述。
压缩度与一维压缩模量
压缩度含义及计算，一维压缩模量的定义及计算。
黏聚力与内摩擦角对土的压缩 特性影响
黏聚力含义及计算，内摩擦角含义及计算，黏聚力与内摩擦角对土的影响。
土的固结
固结和荷载传递，深度、应力和变形。
土的压缩性与工程实践
地基处理法，压密措施，工程实践案例。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
结论
土的压缩性对工程的重要性，进一步研究的必要性。
引用资料
某大学《土工学》课程PPT资料
高等土力学土的压缩与固结PPT课件
代入（5-26）式，得：
z31 12v(1v) zve1 1 ee12
对于平面应变问题：
x y z ( 1 v ) ( x z )
令： xz
z2112v z ve11ee12
.
23
地基沉降：
H
S 0 zdz
.
24
5.3.8 曲线拟合法
st t
s t
t 1tatb
第5章 土的压缩与固结
.
1
5.1 概述
土的压缩性
• 土颗粒压缩； • 孔隙水和孔隙气体的压缩，孔隙气体的溶解； • 孔隙水和孔隙气体的排出，土体积减小。
土的压缩变形
压缩变形量的绝对大小（沉降量）； 压缩变形随时间的变化（土体固结）。
.
2
5.2 土的压缩与地基的沉降
5.2.1 土的压缩
1、土体变形机理分 析
z E 1zvxy
令 xyz
z E 11vzv
按 弹 性 理 论 ， 由 引 起 土 的 体 应 变 为 ：
v
1 2v E
而 土 体 孔 隙 比 由 e 1 变 到 e 2 引 起 土 的 体 应 变 为 ：
v
e1 e2 1 .e1
22
令 上 述 两 式 v相 等 ， 得 ：
E(12v)e1e2 1e1
z
E0
1122
由此可得： E 01 1 1 2 . E s 1 1 2 2 E sE s 11
5.2.3 沉降产生原因和类型
1. 引起地基沉降的可能原因
.
12
2. 沉降的类型
• 瞬时沉降Si • 固结沉降Sc • 次压缩（固结）沉降Ss
.
13
5.2.4 瞬时沉降和次压缩沉降
z31 12v(1v) zve1 1 ee12
对于平面应变问题：
x y z ( 1 v ) ( x z )
令： xz
z2112v z ve11ee12
.
23
地基沉降：
H
S 0 zdz
.
24
5.3.8 曲线拟合法
st t
s t
t 1tatb
第5章 土的压缩与固结
.
1
5.1 概述
土的压缩性
• 土颗粒压缩； • 孔隙水和孔隙气体的压缩，孔隙气体的溶解； • 孔隙水和孔隙气体的排出，土体积减小。
土的压缩变形
压缩变形量的绝对大小（沉降量）； 压缩变形随时间的变化（土体固结）。
.
2
5.2 土的压缩与地基的沉降
5.2.1 土的压缩
1、土体变形机理分 析
z E 1zvxy
令 xyz
z E 11vzv
按 弹 性 理 论 ， 由 引 起 土 的 体 应 变 为 ：
v
1 2v E
而 土 体 孔 隙 比 由 e 1 变 到 e 2 引 起 土 的 体 应 变 为 ：
v
e1 e2 1 .e1
22
令 上 述 两 式 v相 等 ， 得 ：
E(12v)e1e2 1e1
z
E0
1122
由此可得： E 01 1 1 2 . E s 1 1 2 2 E sE s 11
5.2.3 沉降产生原因和类型
1. 引起地基沉降的可能原因
.
12
2. 沉降的类型
• 瞬时沉降Si • 固结沉降Sc • 次压缩（固结）沉降Ss
.
13
5.2.4 瞬时沉降和次压缩沉降
5土的压缩性和固结理论-PPT精品文档
济实用。
5.2.1 土的压缩试验和压缩曲线
室内压缩试验是在图5-1所示的常规单向压缩仪上进行的。
图5-1 常规单向压缩仪及压缩试验示意图
5.2.1 土的压缩试验和压缩曲线
试验时，用金属环刀取高为20mm、直径为50mm（或30mm）的土样， 并置于压缩仪的刚性护环内。土样的上下面均放有透水石。在上透 水石顶面装有金属圆形加压板，供施荷。压力按规定逐级施加，后 一级压力通常为前一级压力的两倍。常用压力为：50，100，200， 400和800kPa。施加下一级压力，需待土样在本级压力下压缩基本
5.2 土的压缩特性
从微观上看，土体受压力作用后，土颗粒在压缩过程中不断调整位 置，重新排列压紧，直至达到新的平衡和稳定状态。 土的压缩性指标有：压缩系数a 或压缩指数Cc、压缩模量Es 和变形模量E0。 土压缩性指标可通过室内和现场试验来测定。 试验条件与地基土的应力历史和实际受荷状态越接近，测得 的指标就越可靠。 一般用室内压缩试验测定土的压缩性指标。这种试验简便经
图5-2 压缩试验中土样高度与孔隙比变化关系
孔隙比的计算
由于环刀和护环的限制，土样在试验中处于单向（一维）压缩状态， 截面面积不变。则由土样的土颗粒体积Vs不变和横截面面积A不变 两条件，可知压力p1和p2作用下土样压缩稳定后的体积分别为
V1=AH1=Vs(1+e1)和V2=AH2=Vs(1+e2) 。由此可得：
AH AH A ( H H ) 1 2 1 V s 1 e e 1 e 1 1 2 2
H e e ( 1 e 2 1 1) H 1
隙比 e2 。
（5-1）
故已知H1和e1，由测得的稳定压缩量ΔH即可计算对应于p2的孔
第五章压缩与固结资料
t
5.2.1 固结试验和压缩曲线
e e0 e
1
孔隙
固体 颗粒
S H0
由三相草图：
H0 1 e0 H0 S 1 e
e
e0
(1
e0
)
S H0
可得到e-p关系
侧限压缩试验
5.2.2 侧限压缩性指标
1. 压缩系数
KPa-1，MPa-1
e a e e1 e2
1.0
p p2 p1
5.4.2 原始压缩曲线及压缩性指标
基本假定： 取样后不回弹，即土样取出后孔隙比保持不 变，(e0,p0)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点不受到扰动影响，未 受扰动的原位初始压缩曲线也应相交于该点
原位初始压缩曲线的推求
1
2s
s2
1
t
s
3
e
3
t
5.2 固结试验和土的压缩性指标
室内固结试验动画模拟
5.2.1 固结试验和压缩曲线
已知： • 试样初始高度H0 • 试样初始孔隙比 e0
试验结果： 每级压力p作用下， 试样的压缩变形S
侧限压缩试验
百分表 环刀
试样
p
P
P
3
P
2
1
es
e0
e1 e
2S S2
1
t
S
3
e
3
第5章
土的压缩性和固结理论
第5章 土的压缩性和固结理论
本章提要
• 土的压缩性 -测试方法和指标 • 地基的最终沉降量-分层总合法 • 地基的沉降过程-饱和土渗流固结理论
土力学课件2011-5-土的压缩性参考幻灯片
现场载荷试验和其他原位测试与室内试验 比较，可以避免钻探、搬运和室内操作的 土样受到应力释放和扰动。
3
主要内容
先介绍室内固结试验及压缩性指标，包括 应力历史对土的压缩性的影响，
再介绍现场载荷试验测定土的变形模量， 最后介绍室内三轴压缩试验测定土的弹性
模量。
4
掌握
掌握室内固结试验e-p曲线和e-lgp曲线测 定土的压缩性指标；
H1/(1+e)
H0 H0/(1+e0)
土粒高度在受
H0 H1
压前后不变
1 e0 1 e
整理
ee0
s H0
(1e0)
其中
e0＝Gs(1w 0 0)w 1
根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-p曲线，
为压缩曲线
10
5 土的压缩性 5.2 固结实验及压缩性指标 5.2.1 固结试验和压缩曲线
现场压缩曲线的推求
正常固结土
超固结土
22
现场压缩曲线的推求
e
e0
D
B
现场压缩曲线
A
1
3
2
0.42e0
C 前期固结应力Pc
p(lg)
23
现场压缩曲线的推求
e e0
现场再压缩曲 线
D’
D
B
A
1
3
E
F
2
现场压缩曲线
0.42e0 p0
C 前期固结应力Pc
p(lg)
24
5 土的压缩性
5.4 土的变形模量
18
5 土的压缩性 5.2 固结实验及压缩性指标 5.2.4 回弹曲线和再压缩曲线
2.土的本构模型
1 3 f 1
3
主要内容
先介绍室内固结试验及压缩性指标，包括 应力历史对土的压缩性的影响，
再介绍现场载荷试验测定土的变形模量， 最后介绍室内三轴压缩试验测定土的弹性
模量。
4
掌握
掌握室内固结试验e-p曲线和e-lgp曲线测 定土的压缩性指标；
H1/(1+e)
H0 H0/(1+e0)
土粒高度在受
H0 H1
压前后不变
1 e0 1 e
整理
ee0
s H0
(1e0)
其中
e0＝Gs(1w 0 0)w 1
根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-p曲线，
为压缩曲线
10
5 土的压缩性 5.2 固结实验及压缩性指标 5.2.1 固结试验和压缩曲线
现场压缩曲线的推求
正常固结土
超固结土
22
现场压缩曲线的推求
e
e0
D
B
现场压缩曲线
A
1
3
2
0.42e0
C 前期固结应力Pc
p(lg)
23
现场压缩曲线的推求
e e0
现场再压缩曲 线
D’
D
B
A
1
3
E
F
2
现场压缩曲线
0.42e0 p0
C 前期固结应力Pc
p(lg)
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5 土的压缩性
5.4 土的变形模量
18
5 土的压缩性 5.2 固结实验及压缩性指标 5.2.4 回弹曲线和再压缩曲线
2.土的本构模型
1 3 f 1