第六章 土的压缩性和地基沉降计算

分层总和法都是以无侧向变形条件下的压缩量公式为基础,它们的基本假设是: 1.土的压缩完全是由于孔隙体积减少导致骨架变形的结果,而土粒本身的压缩可不计; 2.土体仅产生竖向压缩,而无侧向变形; 3.在土层高度范围内,压力是均匀分布的。

如图所示(见教材P127图4-15),在压力P1作用下压缩已经稳定时,相应的孔隙比为e1,试样高度为H,设固体土粒的体积为Vs,则孔隙体积为e1Vs,总体积V1=(1+e1)Vs;

在压力P2=P1+△P作用下压缩已经稳定时,试样高度为H’,相应的孔隙比为e2,仍设固体土粒体积为Vs,则孔隙体积为e2Vs,总体积V2=(1+e2)Vs ,压缩量S=H-H’。

压力增量P的作用所引起的单位体积土体的体积变化为:

v1 v2(1 e1)vs (1 e2)vse1 e2

(1)

v11 e1)vs1 e1

因无侧向变形,面积A保持不变,所以单位体积土体的体积变化为:

v1 v2HA H'AH H'S

(2) v1HAHH

令两式相等,即可得无侧向变形条件下的压缩量计算公式为:

S

e1 e2 eH H1 e11 e1

(3)

将a

e1 e2 e

代入(3)得:

p2 p1 p

s

a

pH (4) 1 e1

或S=Mv pH (5)

其中,Mv=a/(1+e1)为体积压缩系数,表示土体在单位压力增量作用下单位体积变化。 所以Es=1/Mv ,则上式(5)还可写成

s

p

H (6) Es

Es:压缩模量(Kpa)

根据广义胡克定律,当土体的应力与应变假设为线性关系时,x,y,z三个坐标方向应变可表示为:

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