土的压缩与地基变形计算(每天一点土力学(33):土的压缩性与地基沉降计算(2))

压缩系数和压缩指数

1)压缩系数 a

土的压缩曲线的陡降程度可以形象地表明土的压缩性大小,压缩系数 a 定义为 e唱p 曲线某压力段的切线斜率,如图所示。

e-p 曲线确定压缩系数

设压力由 p 1 增至p 2 ,相应的孔隙比由 e 1 减小到e 2 ,当压力变化不大时,可用割线斜率来表示土在这一段压力范围内的压缩性,即

压缩系数 a 值与土所受荷载大小有关。 在一定压力范围内,压缩系数 a 值越大,土的压缩性越高。不同压力段,压缩系数的大小也不同。 为统一标准,方便比较,我国的《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)规定:地基土的压缩性可按 p 1 为100 kPa、p 2 为200 k我爱线报网每日持续更新海量各大内部创业教程Pa 时相对应的压缩系数 a 1,2 作为土压缩性高低的指标,见表

土的压缩性评价

2)压缩指数 C c

如果采用 e-1g p 曲线,其后段接近直线,如图所示,

e-lg p 曲线确定压缩指数

此直线段的斜率称为压缩指数 C c ,即

压缩指数 C c 也可以判断土的压缩性大小,压缩指数 C c 值越大,土的压缩性越高。 低压缩性土的 C c 值一般小于 0.2,C c值大于0.4 的为高压缩性土。

压缩模量和体积压缩系数

1)压缩模量 E s

土体在完全侧限条件下,竖向附加应力 σ z 与相应的应变增量 λ z 的比值,称为压缩模量,用E s 表示,单位为 MPa 或 kPa,亦即

在固结试验中,当竖向压力由 我爱线报网每日持续更新海量各大内部创业教程p 1 增加到 p 2 时,土样厚度由 H 1 减小到 H 2 ,可得到:

将上面两式代入E s表达式中,可得:

根据压缩系数的定义可知,式也可以写成:

由此可见,压缩模量与压缩系数之间并不是完全独立的。 由式不难看出,E s 与 a 成反比例关系,E s 越大,a 就越小,说明土的压缩性就越小。 因此我们也可以采用土的压缩模量判断土的压缩性,见表 。

 土的压缩性判断

土的压缩模量与钢材或混凝土的弹性模量都是指应力与应变的比值,但是二者的试验条件不同。 其一,前者为侧限条件,即只能竖直单向压缩,不能横向膨胀的条件,故又称侧限压缩模量或侧限变形模量;后者侧面不受约束,可自由变形。 其二,土的压缩模量既反映了我爱线报网每日持续更新海量各大内部创业教程土的弹性变形,也反映了土的残余变形,它是随压应力变化而变化的数值。

2)体积压缩系数 m v

压缩模量 E s 倒数称为土的体积压缩系数,用 m v 表示,表示单位压应力变化引起的单位体积的变化,亦即

体积压缩系数 m v 值越大,土的压缩性越高。

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