壓縮系數規定
Ⅰ 土力學壓縮試驗變形值怎麼算
壓縮試驗是測定材料在軸向靜壓力作用下的力學性能的試驗,是材料機械性能試驗的基本方法之一。主要用於測定金屬材料在室溫下單向壓縮的屈服點和脆性材料的抗壓強度。
壓縮模量壓縮模量是指土在完全側限條件下的豎向附加應力與相應的應變增量之比,也就是指土體在側向完全不能變形的情況下受到的豎向壓應力與豎向總應變的比值。壓縮模量可以通過室內試驗得到,是判斷土的壓縮性和計算地基壓縮變形量的重要指標之一。土的壓縮模量越小,土的壓縮性越高。
壓縮系數:
壓縮曲線反映了土受壓後的壓縮特性,它的形狀與土試樣的成分、結構、狀態以及受力歷史有關。壓縮性不同的土,其中,e-p曲線的形狀是不一樣的。假定試樣在某一壓力P,作用下已經壓縮穩定,現增加一壓力增量至壓力Pz。
對於該壓力增量,曲線越陡,土的孑L隙比減少越顯著,表示體積壓縮越大,該土的壓縮性越高。壓縮曲線的坡度可以形象地說明土的壓縮性的高低。土體壓縮系數是描述土體壓縮性大小的物理量,被定義為壓縮試驗所得e-p曲線上某一壓力段的割線的斜率。
壓縮指數壓縮試驗所得土孔隙比與有效壓力對數值關系曲線上直線段的斜率。
Ⅱ 結構工程師輔導:地基設計中的沉降計算
為了保證建築物的安全和正常使用,對建在可壓縮地基上的建築物,尤其是比較重要的建築物在地基設計時必須計算其可能產生的沉降量和沉降差,確保在規范所規定的允許范圍內,否則就必須採取加固改善地基的工程措施或改變上部結構物和基礎的設計。
1理論根據
土的壓縮性是指土在壓力作用攜吵下體積縮小的性能,有關研究結果表明,作為三相系的土,在工程實踐桐粗中常達到的壓力(約<600KPa=作用下,土粒本身和孔隙中的水、氣壓縮量極小,可忽略不計,辯輪侍但在外荷作用下,土體中土粒間原有的聯結可能受到削弱或破壞,從而產生相對的移動,土粒重新排列,相互擠緊從而導致土體孔隙中的部分水、氣將被排出,土的孔隙體積便因此縮小,導致土體體積變小,其壓縮量隨時間增長的過程,稱為土的固結。固結問題和固結特性是作為多相介質的土體所特有的區別其它工程材料的一個獨特性質。
對一般粘性土而言,通常所說的基礎沉降一般都是指固結沉降,目前在工程中廣泛採用的計算方法是以無側向變形條件下的單向壓縮分層總和法,首先確立應力--應變關系,廣泛採用材料力學中的廣義虎克定律,即土體的應力與應變假定為線性關系,這里的壓縮模量Es或變形模量E0的地位(三維條件下還有土的側膨脹系數即泊松比u)均相當於虎克定律中的楊氏模量的地位和作用。但是土體畢竟不是理想彈性體,從土的室內壓縮試驗中的土的回彈、再壓曲線可知,土體的變形是由彈性變形和塑性變形兩部份組成,所以回彈曲線與再壓曲線能構成一個迥滯環,同時應力的狀態、大小以及排水條件等的不同,均會使土的變形(沉降)發生變化,從而導致計算的變形參數產生相應的改變,且使理論計算結果與現場實測發生差異,這樣,即使是最接近實際的三維變形狀態並考慮土體固結過程中的側向變形時,理論計算的沉降值也必須用沉降計算經驗系數ms進行修正,這些變形計算參數可通過室內或現場試驗的方法確定。
2有關計算參數的確定
在進行地基設計之前,先通過勘探和原位試驗(如荷載試驗,旁壓試驗)或室內壓縮試驗,測定有關計算沉降的土工參數。試樣無側向變形的壓縮試驗結果,可用壓縮曲線或稱e-p(e~logp)曲線表示,並得出反映土壓縮性高低的兩個指標(壓縮系數av、壓縮指數C),同時為了研究土的回脹特性,亦可進行減壓試驗,得出土的回彈、再壓曲線。
av=(e1-e2)/(p2-p1)=-Δe/ΔpCc=(e1-e2)/(logp2-logp1)=-Δe/log(p2/p1)
壓縮系數不是常量,它隨壓力增量的增大而減小。在我國《工業民用建築地基基礎設計規范》按a1-2值的大小(即P1=100KPa,P2=200KPa),劃分土的壓縮性。而壓縮指數在較高的壓力范圍內基本為常量。通過兩種圖示曲線可以算出:
av=0.435/p·Cc為所研究壓力范圍內的平均壓力
3不同固結條件下的沉降計算
如前所述目前工程中廣泛採用的分層總和法,該法按照壓縮曲線所取坐標的不同,又可分為e-p曲線法和e-logp曲線法。
在進行地基沉降計算時,先要確定地基的沉降深度(即壓縮層的界定),對於天然沉積的土層,土體本身已在自重作用下壓縮穩定,所以地基中的初始應力δZ隨深度的分布即為土的自重應力分布。而地基土的壓縮變形是由外界壓力(沉降計算壓力)在地基中引起的附加應力δS產生的,在理論上附加應力可深達無窮遠。但目前在水利工程中通常按豎向附加應力δZ與自重應力δS之比確定地基沉降計算深度,對一般性粘土取δZ=0.2δS,對軟粘土取δZ=0.1δS。
3.1e-p曲線法
計算公式為第i分層的壓縮量
Si=(e1i-e2i)/(1+e1i)·Hi(1-1)
Hi--第i分層的厚度
地基的最終沉降量(1-2)
有時勘測單位提供的不是壓縮曲線,而是其他壓縮性指標,可換算為:
Si=av/(1+e1)·ΔP·Hi=mv·ΔP·Hi=1/Es·ΔP·Hi
ΔP--壓力增量
mv--土的體積壓縮系數
av--土的壓縮系數
Es--土的壓縮模量
在計算過程中應注意首先要根據建築物基礎的尺寸,判別在計算基底壓力和地基中附加應力時是屬於空間問題還是平面問題,再按荷載性質求出基底壓力P的大小和分布。應當注意,當基礎有埋置深度Df時,應當採用基底凈壓力Pn=P-r·Df,然後求出計算點垂線上各分層的豎向附加應力δZ,並繪出它的分布曲線,按算術平均計算出各分層的平均自重應力δsi和平均附加應力δzi進行累加,在e-p曲線中查出相應的初始孔隙比e1i和壓縮穩定後孔隙比e2i,從而計算出各分層壓縮量(式1-1),並進行累加後得出地基的最終沉降量(式1-2),必須注意自重應力δS應從原地面高程算起,附加應力δZ應從基底高程算起,同時在三維變形狀態下,斯肯普登--貝倫建議將沉降值S乘以一個系數Cp,即修正固結沉降S=Cp·S,根據我國《工業民用建築地基基礎設計規范》規定,計算所得的沉降值S應乘以一個沉降計算經驗系數Ms,這樣才能較准確估算地基沉降量(MS=1.3~0.2,其具體數值視土的壓縮模具Es的不同范圍參見規范說明),一般來講軟粘土地基的S計算值偏小,而硬粘土的S計算值又偏大較多。
3.2e-logp曲線法
按e-logp曲線法來計算地基的沉降與e-p曲線一樣,每一分層壓縮量計算公式仍為S=(e1-e2)/(1+e1)·H,與前述利用e-p曲線或壓縮系數av計算的方法步驟基本相同,所不同的只是選用壓縮性指標和確定初始及最終孔隙比的手段不同,須由現場壓縮曲線求得。經推導可得出用e-logp曲線或壓縮指數Cv的沉降計算公式為:
S=H·CC/(1+E0)·log(p0+Δp)/p0(2-1)
由於土的應力歷史對土的壓縮性能有較大影響,應先推估土的受荷歷史和計算未來在建築物荷載作用下,土可能產生的新的壓縮變形。必須確定先期固結應力Pc,根據卡薩格蘭德提出的依據室內壓縮曲線特徵的經驗圖解法,可在e-logp曲線上圖解得出先期固結壓力Pc,根據反映土體固結程度的超固結比OCR=pc/p0(P0為現有有效應力),當OCR=1時,為正常固結土,OCR>1時,為超固結土;由於土在鑽探、取樣、運輸、制備土樣和試驗過程中或多或少地會受到擾動,擾動愈大,曲線的位置就愈低,所以室內壓縮試驗成果不能反映現場條件下土的壓縮性能,還須對室內壓縮試驗所得e-logp曲線加以修正為現場壓縮曲線。
確定了土的固結性質,並分別確定正常固結土和超固結土的現場壓縮曲線,這里僅示出推求結果。經過大量研究者的證實,無論土受何等程度的擾動,在室內進行壓縮試驗時,所得的多條e-logp曲線在0.42e0處附近都趨於一點,由此推算土的現場壓縮曲線勢必也通過該點。同時假定試樣的孔隙比還能保持現場原位條件下的數值e0。另外在超固結土中由室內的回彈再壓曲線可知在曲線中存在一個滯後環,其斜率應為超固結土的超固結段壓縮量的膨脹指數Cs,超固結土在壓縮應力ΔP作用下的壓縮量就由超固結段的壓縮量S1和正常固結段的壓縮量S2兩部分總和而成。其計算公式為:
Si=S1+S2=Hi/(1+e0)·(Cs·logpc/p0+Cc·log(p0+Δp)/pc)(2-2)
當Δp較小,p0+Δp<pc(先期固結壓力)時,則土始終處於超固結狀態,此時土層的壓縮量計算公式簡化為
SI=Hi/(1+e0)·(Cs·log(p0+Δp)/pc)(2-3)
3.3關於初始沉降(瞬間沉降)及次固結沉降的計算
對於普通粘性土,固結沉降是其基礎沉降的一個主要部分,它對基礎寬大、而壓縮土層較薄,排水條件又較符合假定時較為適用。但是實際地基的地質條件往往較為復雜,有時可壓縮的軟土層分布較厚或土層分布不均,基底面又不是排水面,對較軟的粘性(亞粘性)土來說,次固結沉降在總沉降中佔有一定比例,這時初始沉降就不可忽視;又如砂性較重的地基,由於固結排水速率很快,初始沉降與固結沉降這兩部分已融合一起難以區分,這些都必須計算初始沉降或次固結沉降。下面給出有關計算公式:
①初始沉降
Sd=P·B·(1-u2)/EI=3/4·P·B·I/E
(3-1)
P--基底壓力
B--基礎寬度
e0--初始孔隙比
u--土的泊松比
對飽和粘土u=0.5
I--影響系數,取決於基礎形狀和所研究點的位置。E--土的不排水變形模量(彈性模量,可用三軸或單軸不排水試驗求得)或採用旁壓儀在現場測得。
②次固結沉降
St=H/(1+e0)·Ca·log(t2/t1)(3-2)
t1--次固結的起始時間
t2--建築物使用年限
Ca--次固結系數,可用主固結和次固結引起的孔隙比與時間半對數關系曲線(e-lgt)求得。
當Ca<0.03時,粘性土的次固結沉降可以忽略。
此外除了上述兩種計算方法外,還有通過室內試驗模擬現場應力路徑,再量取土樣的垂直變形的應力路徑法等。
當然在工程設計中,有時我們不但需要預估建築物基礎可能產生的最終沉降量或沉降差,而且還常常需要預估基礎達到最終沉降量所需的時間或者預估建築物完工以後經過某一段時間可能產生的沉降量,即基礎的沉降量與時間關系的問題,目前多以飽和土體單向固結理論(一維固結理論)為基礎進行求解(當然還有二維、三維固結理論,分別用於解決土壩和砂井、塑管排水法加固地基問題),這里就不再一一敘述。
4結束語
以上各種計算沉降的方法,由於土性質變化的復雜性,採取原狀土樣的困難,邊界條件及加荷情況與計算時所採取的簡化情況有所差異,計算結果往往與實測沉降有較大差別,這時可採用由河海大學研製的真三軸儀進行豎向應變εZ測定,可直接用於沉降計算。另外在計算技術上,近似解法已有較好的應用,特別是利用電子計算機按有限元理論進行求解。即使這樣,沉降計算值仍可作為判斷地基好壞的依據,作為評價土工建築物安全或危險的依據。目前水利工程中,對於各類建築物的容許沉降量與沉降差尚無統一標准可循,因此要加強沉降的實地觀測以及觀測資料的積累,並與理論計算值相比較,從而推動理論的改進,給設計提供可靠的校核數據。
Ⅲ 建築地基基礎設計規范gb50007-2002是如何評價地基上的壓縮性的
地基土的友虛跡壓縮性可按規范規定的壓縮系數值劃分為低、中、高壓縮性譽檔,具體好並劃分詳見基礎規范GB50007-2011第17頁。另外哥們,現在02基礎規范已經作廢了,看新的基礎規范吧
Ⅳ 土的固結試驗,根據穩定標準的不同有幾種壓縮方法,各有什麼優缺點
按穩定標準的不同通常壓縮試驗分為:穩定壓縮、假穩定壓縮、快速壓縮。
1、穩定壓縮
在每級荷重下24小時內土樣厚度不再變化,百分表讀數不變,即不認為穩定,繼續加一級荷重。這種方法所需時間太長,一般不太採用。
2、假穩定壓縮
一小時內土樣壓縮量不超過0.05mm即認為穩定,或以24小時為標准,然後壓力以下一級荷重,試驗證明,實驗結果符合規程規定的標准。
3、快速壓縮
在各級荷重下,壓縮一小時後,不管變化如何即加一級壓力,但在最後一級荷重下,除測讀一小時的變形量外,還應繼續測試達到假穩定為准。計算時,根據最後一級變形量核正前幾級荷重下的變形量,當精度要求不高時,一般採用此方法可以大大縮短實驗時間。
固結試驗目的和原理
1、目的
試驗之目的在於測定土的沉降變形,了解土體在側限條件下的變形與時間~壓力的關系,結合其它試驗指標配合計算土的壓縮系數、壓縮模量,確定土壓縮性的高低。通過測定土樣在各級垂直荷載作用下產生的變形,計算各級荷載下相應的孔隙比,用以確定土的壓縮系數和壓縮模量等。
2、試驗原理
試樣裝在厚壁金屬容器內,上下各放透水石一塊,然後在試樣上分級施加垂直壓力P。記錄加壓後不同時間的垂直變形量,繪制不同荷載下垂直變形量Δh與時間t的關系曲線;垂直變形Δh與相應荷載P的關系曲線;空隙比e與荷載P的關系曲線。
由於試樣受金屬厚壁容器的限制,不可能產生側向膨脹,土樣只有垂直變形,故該試驗稱為側限壓縮試驗。通過記錄加壓前後土樣空隙比的變化,建立變形和空隙比的關系,然後計算地基的壓縮模量。Ⅳ 【空氣流體力學*關於體積壓縮系數】非常感謝!
你好!
物理或數學公式上的命名都是有來由,你的這種思考是對的。
在這里巧前罩k.dp=dρ/ρ,你可以注意到dρ/ρ的物理意義就是單位密度的密度變化大小,其實密度變化也就會引起體積變化,所以,dρ/ρ又可以看成單位體積下的體孝鬧積變化量dV/V,而根據等式中左邊的k.dp物理意義表明:這一體積變化變化就是由於壓強變化大小dp而產生的,且單位壓強產生的體積變化率正好就是k。根據假設k=1/p則知k就是1/p。由於壓強的增加dp,會引起體積的壓縮。k.dp的物理意義就是:壓強增加dp所引起的總的體積壓縮率。所以,這里就稱k=1/p為體積壓縮系數。
望採納,謝悔早謝!
Ⅵ 土的壓縮系數與固結系數有何區別
土的壓縮系數與固結系數的區別:變化不同,含義不同。
一、變化不同:在每級荷重下24小時內土樣厚度不再變化,百分表讀數不變,中坦即不認為穩定,繼續加一級荷重。這種方法所需時間太長,一般不太採用。一小時內土樣壓縮量不超過0.05mm即認為穩定,或以24小時為標准,然後壓力以下一級荷重,盯芹試驗證明,實驗結果符合規程規定的標准。
二、含義不同:土體在外加荷載作用下,由於孔隙比減少而壓密變形,同時提高了強度。對於飽和土,只有當孔隙水擠出以後,變形才能產生。開始時,土中應力全部由孔隙水承擔。隨著孔隙水的擠出,孔隙水壓力逐步轉變為由土骨架承受的有效應力。
土體固結理論介紹
砂性土的變形在外加荷載施加以後很快完成,而粘性土由於透水性低,其變形的發展在外加荷載作用以後還要延滯很長時間。因此,研究固結是針對粘性土,而且首先針對飽和粘性土。
為了說明粘土的上賣則桐述應力變化過程而提出了固結模型。它由若干帶有小孔的活塞用彈簧串聯而成,並放 在注滿水的容器中。彈簧和水分別表示土骨架和孔隙水,小孔的大小則象徵土透水性的高低。
以上內容參考:網路-土體固結理論
Ⅶ 評價地基土壓縮性高低的指標是
評價地基土壓縮性高低的指標包括壓縮指數Cc、固結指數Cs、壓縮模量E50、壓縮系數Cr和壓縮強度等。這些指標可以反映土壤的壓縮性能、固結性能、壓縮剛度和抗壓能力等性質,是評價土壤工程性能的重要指標。
壓縮模量E50:壓縮模量是指土壤在50%最大應力差下的應力應變關系,是土壤的壓縮剛度指標。E50越大,土壤的壓縮剛度越大。
壓縮系數Cr:壓縮系數是指土壤在規定固結應力下的壓縮性能,反映土壤的壓縮性質。Cr越大,土壤的壓縮性能越強。
壓縮強沖森度:壓縮強度是指土壤在規定的應力下的最大抗壓能力,是土壤的抗壓能力指標。壓縮強度越大,土壤的抗壓能散姿畝力越強。
Ⅷ 土層壓縮模量經驗值在什麼規范
按《建築歲純肢地基基礎設計規范乎世》4.2.2條明文要求,抗剪強度指標應取標准值,壓縮性指標應取平均值,載荷承載力應取特徵值。即C,φ取標准值,壓縮模量、壓縮系數等應取平均值,承載力根據試驗結果進行修正後提供特徵值。 樓主可以看看詳褲宴細看看規范的4.2節。
Ⅸ 土工程特性指標
土的工程特性指標是非常重要的,了解指標的每個細節才能更好的解決實際問題,每個環節的處理都很關鍵。中達咨詢就土的工程特性指標和大家說明一下。
第1條 土的工程特性指標應包括強度指標、壓縮性指標以及靜力觸探探頭阻力,標准貫入試驗錘擊數、載荷試驗承載力等其他特性指標。
第2條 地基土工程特性指標的代表值應分別為標准值、平均值及特徵值。抗剪強度指標應取標准值,壓縮性指標應取平均值,配鎮穗載荷試驗承載力應取特徵值。
第3條 載荷試驗包括淺層平板載荷試驗和深層平板載荷試驗。淺層平板載荷試驗適用於淺層地基,深層平板載荷試驗適用於深層地基。兩種載荷試驗的試驗要求應分別符合本規范附錄C.D的規定。
第4條 土的抗剪強度指標,可採用原狀土室內剪切試驗、無側限抗壓強度試驗、現場剪切試驗、十字板剪切試驗等方法測定。當採用室內剪切試驗確定時,應選擇三軸壓縮試驗中的不固結不排水試驗。經過預壓固結的地基可採用固結不排水試驗。每層土的試驗數量不得少於六組。室內試驗抗剪強度指標ck,φk,可按本規范附錄E確定。
在驗算坡體的穩定性時,對於已有剪切破裂面或其它軟弱結構面的抗剪強度,應進行野外大型剪切試驗。
第5條 土的壓縮性指標可採用原狀土室內壓縮試驗、原位淺層或深層平板載荷試驗、旁壓試驗確定。
當採用室內壓縮試驗確定壓縮模量時,試驗所施加的最大壓力應超過土自重壓力與預計和附加壓力之和,試驗成果用e~p曲線表示。當考慮土的應力歷史進行沉降計算時,應進行高壓固結試驗,確定先期固結壓力、壓縮指數,試驗成果用e~lgp曲線表示。為確定回彈指數,應在估計的先期固結壓力之後進行一次卸荷,再繼續加荷至預定的最後一級壓力。
地基土的壓縮性可按p1為100kPa,p2為200kPa時相對應的壓縮系數培卜值a1-2劃分為低、中、高壓縮性,並應按以下規定進行評價:
1.當a1-2<0.1MPa-1時,為低壓縮性土;
2.當0.1MPa-1≤a1-2<0.5MPa-1時,為中壓旅運縮性土;
3.當a1-2≥0.5MPa-1時,為高壓縮性土。
當考慮深基坑開挖卸荷和再加荷時,應進行回彈再壓縮試驗,其壓力的施加應與實際的加卸荷狀況一致。
想要了解「土的工程特性指標」更多詳細信息,中達咨詢建設通查詢簡單方便可靠。
更多關於工程/服務/采購類的標書代寫製作,提升中標率,您可以點擊底部官網客服免費咨詢:https://bid.lcyff.com/#/?source=bdzd
Ⅹ 土的壓縮系數和壓縮模量之間有什麼關系如何利用這兩個指標來平價土的壓縮性高低
簡單說,壓縮系數a是壓縮曲線e-p的斜率,壓縮曲線的陡降程度(即斜率大小)可以表示壓縮性的大小;而壓縮模量Es是豎向附加應力與應變模量的比;他們之間的關系Es與a成反比,Es越大,a就越小,說明土的壓縮性就越小。
土壓縮系數是土在有側限條件下受壓時,在壓力變化不大范圍,孔隙比的變化值(減量)與壓力的變化值(增量容)的比值。可用壓縮曲線求得。
(10)壓縮系數規定擴展閱讀:
土在固結試驗時,試樣受壓產生的孔隙比負增量與相應壓力增量的比值。用a表示。利用土試樣在側向限制和軸向排水的條件下測得的變形和壓力 (或孔隙比和壓力) 的關系曲線,在某一壓力區間內近似地以直線段代替曲線段時,該直線的斜率即為相應於該壓力區間的壓縮系數值。當壓力區間的上、下界分別為100kPa和200kPa時,壓縮系數的值可作為評價地基壓縮性的指標。