CHENLI
18
1.1.1.2回弹再压缩指数
➢ 试样回弹不是沿初始压 缩曲线，说明土体的变 形是由可恢复的弹性变 形和不可恢复的塑性变 形组成
➢ 回滞环＝》非完全弹性 ➢ 回弹和再压缩曲线比初
始曲线平缓，说明在回 弹和再压缩范围内土的 压缩性降低 ➢ 超过b点，再压缩曲线趋 于初始压缩曲线的延长 线
1 岩体和土体的工程性质及评价
作为建筑物地基的岩土体是保证建筑物安全稳定、 正常运行的基本要素。
因此，充分了解岩土体的工程性质及其评价原则是 非常必要的。
CHENLI
1
1.1 工程土体主要设计参数的确定
➢ 土体的主要设计参数主要包括：
压缩性参数；渗透性参数；强度参数。
➢ 1.1.1压缩性参数 ➢ 压缩：
土在压力作用下，体积将缩小。这种现象称为压 缩。 ➢ 固结： 土的压缩随时间增长的过程称为固结
CHENLI
2
➢ 目前我们在研究土的压缩性，均认为土的 压缩完全是由于孔隙中水和气体向外排出 而引起的。
饱和砂土
透水性强，在压力作用下，固结很快完成
饱和粘土
透水性弱，在压力作用下，固结需要很长时间完成
CHENLI
室内固结试验
现场原位试验（荷载试验、旁压试验）
CHENLI
9
室内固结试验与压缩曲线
CHENLI
10
室内固结试验与压缩曲线
固结仪
➢ 用环刀切取扁园柱体，一般高2厘 米，直径应大于高度2．5倍，面积 为30cm2或50 cm2,试样连同环刀一 起装入护环内，上下有透水石以便 试样在压力作用下排水。
➢ 在透水石顶部放一加压上盖，所加 压力通过加压支架作用在上盖，同 时安装一只百分表用来量测试样的 压缩。
3
建筑物的总沉降由以下三部分组成：
瞬时沉降
次固结沉降
主固结沉降
CHENLI
4
➢ 瞬时沉降指在加荷后立即发生的沉降
➢ 饱和粘土 在很短的时间内，孔隙中的水来不及排出， 加之土体中的土粒和水是不可压缩的，因 而瞬时沉降是在没有体积变形的条件下发 生的，它主要是由于土体的侧向变形引起 的
➢ 瞬时沉降一般不予考虑
CV
k(1 e)
w
CHENLI
23
➢ （1）时间对数法（logt法）
CV
(TV )0.5 H2 t0.5
➢ （2）时间平方根法（ t ）
CV
(TV )0.9 H2 t0.9
CHENLI
24
➢ 1.1.1.4次固结系数Ca
Ca
e1e2 logt2 logt1
e logt2
t1
➢ 经验公式：
Ca 0.0180
CHENLI
19
回弹再压缩指数
cs
ei ei1 logpi1logpi
e logpi1
pi
Cs=(0.1~0.2)Cc
回弹再压缩土的压缩性减小
➢ 土体如果承受到比现 在大的压力，其压缩 性将降低，也就是说 土的应力历史对压缩 性有很大影响
CHENLI
软土地基加固
20
其它压缩性指标
➢ 压缩模量：
CHENLI
5
➢ 对于控制要求较高的 建筑物，瞬时沉降可 用弹性理论估算。对 于饱和粘土在局部均 布荷载作用下，地基 地瞬时沉降可用下式 计算
影响系数
CHENLI
6
➢ 主固结与主固结沉降
在荷载作用下饱和土体中孔隙水的排除导致土体 体积随时间逐渐减小，有效应力逐渐增加，这一 过程称为主固结。
随着时间的增加，孔隙水应力逐渐消散，有效应 力逐渐增加并最终达到一个稳定值，此时孔隙水 应力消散为零，主固结沉降完成，这一过程所产 生的沉降为固结沉降。
CHENLI
7
➢ 次固结沉降 土体在主固结成将完成之后有效应力不变 的情况下还会随时间的增长进一步产生沉 降，称为次固结沉降
➢ 次固结沉降对某些土如软粘土是比较重要 的，对于坚硬土或超固结土，这一分量相 对较小。
CHENLI
8
1.1.1.1压缩曲线和压缩性指标
➢ 为了研究土的压缩特性，通常需要进行试 验
p2 p1
我国《建筑地基基础设计规范》规定
CHENLI
16
压缩指数
压缩指数
➢ 在较高的压力范围内，压 缩曲线近似为一直线，很 明显，该直线越陡，意味 着土的压缩性越高。
e-logp曲线
CHENLI
17
压缩指数
➢ Cc与土的压缩性的关系
e~lgp曲线越陡， Cc就越大，土的压缩性越高
e~lgp曲线越平缓， Cc就越小，土的压缩性越低
CHENLI
14
压缩系数
➢ a是表征土压缩性的重要指标之一
e~p曲线越陡， a就越大，土的压缩性越高 e~p曲线越平缓， a就越小，土的压缩性越低
CHENLI
15
压缩系数
➢ 压缩曲线不是直线，即使是同一种土，其压缩系 数也不是常量。
➢ 工程上为了便于统一比较，习惯采用 100kpa~200kpa范围的压缩系数来衡量土的压 缩性的高低 e1 e2 1000
➢ 次固结对大多数土可不考虑， 但对软弱土不能忽略。
CHENLI
次固结
25
1.1.2 渗透性参数
➢ 土是具有连续孔 隙的介质。当土 作为建筑物的地 基和直接用作建 筑材料时，水就 会在水位差的作 用下，从水位较 高的一侧透过土 的孔隙流向水位 较低的一侧。
➢ 由于试样不可能产生侧向变形而只 有竖向压缩。于是，我们把这种条 件下的压缩试验称为单向压缩试验 或侧限压缩试验。
CHENLI
11
室内固结试验与压缩曲线
e-logp曲线
e-p曲线
➢ 假定试样土粒本身体 积不变，土的压缩仅 由于孔隙体积的减小， 因此土的压缩变形常 用孔隙比e的变化来表 示。
➢ 压力p与相应的稳定孔 隙比的关系曲线称为 压缩曲线
CHENLI
12
室内固结试验与压缩曲线
➢ a图：压力与加荷历时 关系
➢ b图：各级压力下，试 样孔隙比随时间的变 化过程
➢ 压缩快＝》压缩稳定， 稳定的快慢和土的性 质有关
CHENLI
13
e-p曲线
压缩系数 压缩系数
e1 e2 1000
p2 p1
➢ 用单位压力增量所引 起的孔隙比的改变， 即压缩曲线的割线坡 度表征土的压缩性的 高低
土体在无侧向变形条件下，竖直应力与 竖向应变之比。其大小反映了土体在单 向压缩条件下对压缩变形的抵抗能力。
ES
z z
1e1
CHENLI
21
其它压缩性指标
➢ 体积压缩系数mv 单位应力作用下单位体积的体积变化
mV
1 ES
1e1
初始孔隙比
Байду номын сангаасCHENLI
22
➢ 1.1.1.3固结系数Cv
定义：土的压缩随时间而增长的过程叫固结。 固结系数Cv： 表征土固结速率的一个特征系数。