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:


