复杂形态钢结构设计培训班

首页 国际标准结构工程-公众号 海外工程十五年之一一七——土的压缩模量、变形模量和弹性模量

海外工程十五年之一一七——土的压缩模量、变形模量和弹性模量

    压缩模量、变形模量和弹性模量都是对土的变形能力的不同表达,各自适用于不同情况。

    压缩模量Es也叫侧限压缩模量,是土在完全侧限条件(无侧向变形)下,竖向附加应力与相应竖向应变的比值。其大小反映了土体在单向压缩条件下对压缩变形的抵抗能力。

    变形模量Eo是在现场原位测得的,是无侧限条件下应力与应变的比值,相当于理想弹性体的弹性模量,但是由于土体不是理想弹性体,故称为变形模量。可以比较准确地反映土在天然状态下的压缩性。

    压缩模量和变形模量之间可以互相换算,两者间是倍数的关系,土越坚硬倍数越大,软土则两者比较接近。

弹性模量是正应力与弹性(即可恢复)正应变的比值。在计算饱和粘性土地基上瞬时加荷所产生的瞬时沉降时,就要采用弹性模量。

    弹性模量=应力/弹性应变,它主要用于计算瞬时沉降;压缩模量和变形模量均=应力/总应变,压缩模量是通过现场取原状土进行实验室有侧限压缩实验得出的,而变形模量则是通过现场的原位载荷试验得出的,它是无侧限的。弹性模量要远大于压缩模量和变形模量,而压缩模量又大于变形模量。

    地堪报告中,一般给出的是土的压缩模量Es与变形模量Eo,而一般不会给出弹性模量E。按规范的规定,在地基变形验算中要用的是压缩模量Es,但因Es是通过现场取原状土进行试验的,这对于粘性土来说很容易做到,但对于一些砂土和砾石土等粘聚力较小的土来说,取原状土是很困难的,很容易散掉,因此对砂土的砾石土通常都是通过现场载荷试验得到Eo,所以在地堪报告上,对于砂土的砾石土一般都仅给出Eo,即使给出Es,也是根据Eo换算来的,而不是试验直接得出的。理论上EsEo有一定的关系,但根据该关系换算误差较大,所以二者关系一般都根据地区经验进行换算。

    土的变形模量:土的变形模量是通过现场载荷试验求得的压缩性指标,即在部分侧限条件下,其应力增量与相应的应变增量的比值。能较真实地反映天然土层的变形特性。其缺点是载荷试验设备笨重、历时长和花钱多,且深层土的载荷试验在技术上极为困难,故常常需要根据压缩模量的资料来估算土的变形模量。

土的压缩模量:在完全侧限条件下,土的竖向附加应力增量与相应的应变增量之比值,它可以通过室内压缩试验获得。

    土的弹性模量:土的弹性模量根据测定方法不同,可分为静弹模动弹模。静弹模采用静三轴仪测定。弹性模量为加卸载该曲线上应力与应变的比值。动弹模,可用室内动三轴仪测得,当土样固结后,分级施加动应力,进行不排水的振动试验,一般保持动应力幅值不变,振动次数视工程实际条件而定可用双曲线方程来描述,也称切线弹模。

    土的变形模量和压缩模量,是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标。由于两者在压缩时所受的侧限条件不同,对同一种土在相同压应力作用下两种模量的数值显然相差很大。三种模量的试验方法不同,反映在应力条件、变形条件上也不同。压缩模量是在室内有侧限条件下的一维变形问题,变形模量则是在现场的三维空间问题;另外土体变形包括了可恢复的(弹性)变形和不可恢复的(塑性)变形两部分。压缩模量和变形模量是包括了残余变形在内的,与弹性模量有根本区别,而压缩模量与变形模量的区别又在于是否有侧限。在工程应用上,我们应根据具体问题采用不同的模量。

    为了建立变形模量和压缩模量的关系,在地基设计中,常需测量土的侧压力系数ξ和侧膨胀系数μμ常称为泊松比。

    侧压力系数k0:是指侧向压力δx与竖向压力δz之比值,即:

验的要求不同。

μβ的理论换算值

土的种类

μ

β

碎石土

0.150.20

0.950.90

砂土

0.200.25

0.900.83

粉土

0.230.31

0.860.72

粉质粘土

0.250.35

0.830.62

粘土

0.250.40

0.830.47

注:E0Es之间的关系是理论关系,实际上,由于各种因素的影响,E0值可能是βEs值的几倍。

 



本文来自网络,不代表钢构人的立场,转载请注明出处。搜索工程类文章,就用钢构人网站。 https://www.ganggouren.com/2021/08/671e11c527/
上一篇
下一篇

作者: ganggouren

为您推荐

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注

联系我们

联系我们

17717621528

在线咨询: QQ交谈

邮箱: 1356745727@qq.com

工作时间:周一至周五,9:00-17:30,节假日休息
关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

关注微博
返回顶部