第四章土的沉降理论

第四章土土的沉降理论变形模量与压缩模量的区别――压缩模量Es又称侧限变形模量，或侧限压缩模量，是土体在无侧向变形条件下竖向压应力与竖向应变之比值，一般可通过压缩试验测定。变形模量E是侧向自由条件下竖向应力增量与竖向应变增量之比值，与材料力学中的材料的杨氏模量的物理意义氏相同的。土体的变形模量不是常数，其值与竖向应力大小有关，常用切线模量或割线模量形式表示。变形模量与压缩模量的关系可用下式表示：ssEEE)1()21)(1(1212。回弹变形模量与回弹模量――回弹变形模量Ee是侧向自由变形条件下，土体卸荷回弹时或重复加荷时竖向应力与竖向回弹应变之比值，又称土体弹性模量；回弹模量Er为无侧向变形条件下，土体卸荷或重复加荷阶段，即土体处于超固结状态时，竖向应力与竖向应变之比值，可通过回弹试验测定。先期固结压力――又称前期固结压力，是指天然土层在历史上所经受过的包括自重压力和其他荷载作用形成的最大竖向有效固结压力。通常将土体的先期固结压力与现有上覆土层压力之比定义为超固结比OCR，若OCR1.0称超固结土，OCR＝1.0称正常固结土，OCR1.0称欠固结土。先期固结压力对沉降的影响？静止土压力系数K0――是指荷载作用下土体保持侧向变形为零时，水平向有效应力与竖向有效应力之比，测定时的基本思路是保持土体侧向变形为零。[主动土压力系数Ka――当填土推墙移动，填土达到主动极限平衡状态，所产生的侧压力为主动土压力，此时为主动土压力系数（郎金、库仑理论）被动土压力系数Kp――当挡土墙受外力作用挤向填土，填土达到被动极限平衡状态，所产生的墙背侧压力为被动土压力，此时为被动土压力系数（郎金、库仑理论）]理解沉降的三部分是基于变形机理，而不是以时间来划分的。――总沉降可分为：初始沉降、固结沉降和次固结沉降。初始沉降是由土体在附加应力作用下产生瞬时变形引起的；固结沉降指土体在附加应力作用下产生固结变形引起的；次固结沉降指土体在附加应力作用下，随着时间的发展，土体产生蠕变变形引起的。固结沉降和次固结沉降难以在时间上分开，而初始沉降也并不指物理上的瞬时沉降，也需要一定的时间，土体固结变形，特别是邻近排水面的土体的固结，几乎也是瞬时发生的。次固结沉降对不同的加荷形式，所占的比例不同。一般在静荷载下，占总沉降的10％。应力路径――应力点在应力空间的运动轨迹称为应力路径。采用应力路径法计算沉降采用方法有以下两种：（1）、采用室内试验模拟现场有效应力路径法；和（2）应变等值线法。第五章抗剪强度土体的Mohr—Coulomb破坏准则―――其表达式为tannfc，其中c和分别指土的粘聚力和内摩擦角，σn指受力面上的法向应力。任一平面土的抗剪强度是改面上法向应力的函数；该函数在一定的应力范围内咳用直线近似表示；如果通过某点的任一平面土的剪应力等于它的抗剪强度，就认为该点以被剪破。在平面上Mohr-Coulomb破坏条件为不等角等边六边形。Mohr—Coulomb破坏准则直观、实用，c和容易确定，且偏安全，故在实际中应用较广。但Mohr—Coulomb破坏条件存在以下缺点：⑴不能预估位移；（2）不能反映体积变化对抗剪强度的影响；（3）未考虑中间主应力的影响。土的抗剪强度指标――土的抗剪强度是指土抵抗土体颗粒间产生相互滑动的极限能力。土的抗剪强度的组成：一部分为摩擦力（滑动摩擦力、咬合摩擦力）--与颗粒间的法向应力有关；另一部分为粘聚力（原始粘聚力、固化粘聚力）--与法向应力无关的抵抗颗粒间的相互滑动。决定土的抗剪强度的两个指标是土的粘聚力和内摩擦角。在实际应用中，这两个指标都是通过试验测定出来的。影响因素：土的组成、结构、孔隙比、排水条件、应力历史、荷载形式、总应力、有效应力、孔隙水压力、时间、深度等，以土中有效应和孔隙比最为重要。临界孔隙比――在剪切过程中，砂土体积保持不变的孔隙比称为临界孔隙比，不同压力下，临界孔隙比不同，压力越大，临界孔隙比越小。在平面上，材料的拉、压强度相同时，所有的破坏面均处于Mohr-Coulomb破坏面和双剪应力破坏面之间。