1、 地基土在壓力作用下體積減小的特性。土體積縮小包括兩個(gè)方面： 土中水、氣從孔隙中排出，使孔隙體積減小；土顆粒本身、土中水及封閉在土中的氣體被壓縮，很小可忽略不計(jì)。土的壓縮隨時(shí)間增長(zhǎng)的過(guò)程稱為固結(jié)。對(duì)于透水性大的無(wú)粘性土，其壓縮過(guò)程在很短時(shí)間內(nèi)就可以完成。而透水性小的粘性土，其壓縮穩(wěn)定所需的時(shí)間要比砂土長(zhǎng)得多。第1頁(yè)/共73頁(yè)e -logp曲線1、側(cè)限壓縮試驗(yàn)2、變形表達(dá)式（孔隙比計(jì)算）假定：受壓前后土粒體積不變、土樣橫截面面積不變。sHeHe000110001eHsee1sV1sV0V1eV eVV2s壓縮前壓縮后 第2頁(yè)/共73頁(yè)3、繪制壓縮曲線e-p曲線logp-e 第3頁(yè)/共73頁(yè) e-

2、p曲線愈陡,說(shuō)明土的壓縮性愈高。所以，曲線上任意一點(diǎn)的切線斜率a就表示了相應(yīng)于壓力作用下土的壓縮性：dpdea設(shè)壓力由P1增至P2，相應(yīng)的孔隙比由e1減小到e2，此時(shí)，土的壓縮性可用割線M1M2的斜率表示： 第4頁(yè)/共73頁(yè)1221tanppeepea式中：a:土的壓縮系數(shù)，p1：一般指土中自重應(yīng)力；p2：自重應(yīng)力加附加應(yīng)力；e1：相應(yīng)于p1下壓縮穩(wěn)定后的孔隙比；e2：相應(yīng)于p2下壓縮穩(wěn)定后的孔隙比。11aaMPkP 或 第5頁(yè)/共73頁(yè)壓縮性評(píng)價(jià)：為了便于應(yīng)用和比較，通常采用壓力間隔由akPp100akPp200增加到所得的壓縮系數(shù)21來(lái)評(píng)定土的壓縮性：a1-20.1 Mpa-1 屬壓縮性土

3、。0.1a1-230%時(shí)可近似地取第一項(xiàng)：VTzeU42281第58頁(yè)/共73頁(yè)飽和土的有效應(yīng)力和滲透固結(jié)一維固結(jié)的幾種起始孔隙水壓力分布圖圖2-52 關(guān)系曲線VzTU 為了便于實(shí)際應(yīng)用，可按公式（2-108）繪制出如下圖所示的 關(guān)系曲線：VzTU 第59頁(yè)/共73頁(yè)飽和土的有效應(yīng)力和滲透固結(jié)zz 起始孔隙水壓力梯形分布圖對(duì)右圖中起始孔隙水壓力為梯形分布的解答：（a）中所示雙面排水情況，同樣可利用圖2-53中曲線（1）計(jì)算。 對(duì)于（b）中所示單面排水情況，可利用疊加原理求解：當(dāng) 時(shí)，可利用曲線求解：第60頁(yè)/共73頁(yè) 飽和土的有效應(yīng)力和滲透固結(jié)HEUSszztt222 HEUsUssZZzzt

4、2 HEUSsztt1112zzzzzzzzUUU 21221tttsss第61頁(yè)/共73頁(yè) 飽和土的有效應(yīng)力和滲透固結(jié)時(shí)zz zzzzzzzzUUU 312可用曲線（1）和（3）求解：當(dāng)13上述各式中321,zzzUUU可根據(jù)相同的時(shí)間因素VT從圖2-52中分別用曲線（1）、（2）、（3）求取。第62頁(yè)/共73頁(yè) 飽和土的有效應(yīng)力和滲透固結(jié)第63頁(yè)/共73頁(yè)飽和土的有效應(yīng)力和滲透固結(jié)1.1第64頁(yè)/共73頁(yè)一、三維應(yīng)力狀態(tài)下土的變形和地基沉降的發(fā)展 地表局部荷載作用下，地基土處于三維應(yīng)力狀態(tài)，土中孔隙水的排出也是三維的。現(xiàn)以圓形荷載中軸線上M點(diǎn)的土單元體的變形過(guò)程為例予以說(shuō)明。圓形荷載中心點(diǎn)

5、下土的應(yīng)力和變形加荷瞬時(shí)，孔隙水來(lái)不及排出，故0VM點(diǎn)初始孔隙壓力增量為u313AuA孔隙壓力系數(shù)。第65頁(yè)/共73頁(yè)圓形荷載中心點(diǎn)下土的應(yīng)力和變形 飽和土在施荷瞬間雖然無(wú)從壓縮，但剪應(yīng)力的增量卻使單元體立即發(fā)生剪切崎變，如下圖（b）中細(xì)線。隨著時(shí)間的消漸，土體因孔隙水的排出而壓縮（固結(jié)）。當(dāng) 時(shí)，有效應(yīng)力由零增至固結(jié)終了時(shí)的 ， 一樣是各向相等的。所以土體在 的作用下各向均勻壓縮至下圖（b）的虛線所示。此時(shí)土的體積應(yīng)變?yōu)椋簎tu和KEKKuKVVV21/310體積模量。第66頁(yè)/共73頁(yè) 滲透固結(jié)終止之后，土體在不變的有效應(yīng)力作用下，仍可極其緩慢地繼續(xù)蠕動(dòng)變形而壓縮，這種壓縮稱為土的次固結(jié)。

6、 綜上所述，三維應(yīng)力狀態(tài)下土的變形過(guò)程包括，瞬時(shí)發(fā)生的剪切崎變、主固結(jié)和次固結(jié)三個(gè)分量：scdssss第67頁(yè)/共73頁(yè)二、瞬時(shí)沉降的計(jì)算1110175. 0iiiiniidCzCzEpsC豎向變形系數(shù)，是矩形荷載面 L/b 和深寬比z/b 以及泊松比 的函數(shù)。 =0.5時(shí)的C值曲線如右圖。Ei為土層彈性模量.第68頁(yè)/共73頁(yè)三、固結(jié)沉降的計(jì)算以軸對(duì)稱的圓形荷載中心點(diǎn)下固結(jié)沉降為基礎(chǔ)推導(dǎo)如下：為了簡(jiǎn)化，以側(cè)限條件下的豎向應(yīng)變 和壓縮模量 代替式（2-116）中的體積應(yīng)變 和體積模量 ，從而得：zsEVKszEu這樣的簡(jiǎn)化誤差小于20%，將式（3-28）的 代入，得：uxzsxzxsszAAEAEAE1111313第69頁(yè)/共73頁(yè)再假設(shè)地基土的參數(shù)和A不隨深度而變，則：zxszHHxzHszcAAAAEAdzAdzAEdzs111000式中：dzAdzAHxHxzZ00和zx為附加應(yīng)力 和 分布圖面積，按式（2-75），單向壓縮沉降 ，故上式改寫(xiě)為： 。 為固結(jié)沉降修正系數(shù)。szEAs ssc第70頁(yè)/共73頁(yè)四、次固結(jié)沉降計(jì)算 次固結(jié)沉降過(guò)程中，其孔隙