【例题11】下列关于压缩指数的叙述,正确的是( )。 A.e~p曲线直线段的斜率 B. e~p曲线割线的斜率
C.e~1gp曲线直线段的斜率 D. e~1gp曲线割线的斜率 答案:C 4. 回弹指数Ce
卸载段和再压缩段的平均斜率称为回弹指数或再压缩指数Ce。通常Ce< 弹性模量是指正应力 与弹性正应变 (即可恢复应变)的比值。一般采用三轴仪进行三 轴重复压缩试验,得到的应力—应变曲线上的初始切线模量Ei或再加荷模量Er作为弹性模量。在计算饱和粘性土地基上瞬时加荷所产生的瞬时沉降时,一般应采用弹性模量。 【例题12】计算饱和粘性土地基上瞬时加荷所产生的瞬时沉降时,一般应采用的模量为( )。 A. 压缩模量 B. 变形模量 C. 弹性模量 D. 切线模量 答案:C 【例题13】当需测定土的弹性模量时,所采用的仪器为( )。 A. 直剪仪 B. 三轴仪 C. 旁压仪 D. 载荷试验静压仪 答案:B 二、现场载荷试验及变形模量 1. 载荷试验 现场载荷试验是在工程现场通过千斤顶逐级对置于地基土上的载荷板施加荷载,观测记录沉降随时间的发展以及稳定时的沉降量s,将上述试验得到的各级荷载与相应的稳定没降量绘制成p~s曲线,即获得了地基土载荷试验的结果。 2. 变形模量 在p~s曲线中,当荷载p小于某数值时,荷载p与载荷板沉降之间基本呈直线关系。在这段直线关系内,可根据弹性理论计算沉降的公式反求地基的变形模量E0 式中 p—直线段的荷载强度,kPa; s—相应于p的载荷板下沉量; b—载荷板的宽度或直径; —土的泊松比,砂土可取0.2~0.25,粘性土可取0.25~0.45; w—沉降影响系数,对刚性载荷板取w=0.88(方形板);w=0.79(圆形板)。 【例题14】利用载荷试验所测得的指标为( )。 A. 压缩模量 B. 变形模量 C. 弹性模量 D. 切线模量 答案:B 三、关于三种模量的讨论 压缩模量Es,是土在完全侧限的条件下得到的,为竖向正应力与相应的正应变的比值。该参数将用于地基最终沉降量计算的分层总和法、应力面积法等方法中。 变形模量E0是根据现场载荷试验得到的,它是指土在侧向自由膨胀条件下正应力与相应的正应变的比值。该参数将用于弹性理论法最终沉降估算中,但载荷试验中所规定的沉降稳定标准带有很大的近似性。 弹性模量Ei可通过静力法或动力法测定,它是指正应力 与弹性(即可恢复)正应变 的比值。该参数常用于用弹性理论公式估算建筑物的初始瞬时沉降。 根据上述三种模量的定义可看出:压缩模量和变形模量的应变为总的应变,既包括可恢复的弹性应变,又包括不可恢复的塑性应变。而弹性模量的应变只包含弹性应变。 从理论上可以得到压缩模量与变形模量之间的换算关系: 由于土体不是完全弹性体,加上两种试验的影响因素较多,使得理论关系与实测关 系有一定差距。实测资料表明,E0与Es的比值并不像理论得到的在0~1之间变化,而可能出现E0/Es超过1的情况,且土的结构性越强或压缩性越小,其比值越大。 土的弹性模量要比变形模量、压缩模量大得多,可能是它们的十几倍或者更大。 【例题15】在土的弹性模量、变形模量和压缩模量当中,数值最大的是( )。 A. 弹性模量 B. 变形模量 C. 压缩模量 答案:A 四、土的应力历史 目前工程上所谓应力历史是指土层在地质历史发展过程中所形成的先期应力状态以及这个状态对土层强度与变形的影响。 1. 先期固结压力 土层在历史上所曾经承受过的最大固结压力,称为先期固结压力,用Pc表示。目前对先期固结压力Pc通常是根据室内压缩试验获得的e~lgp曲线来确定,较简便明了的方法是卡萨格兰德(Cassagrande)1936年提出的经验作图法。 2. 土的固结状态 工程中根据先期固结压力与目前自重应力的相对关系,将土层的天然固结状态划分为三 种,即正常固结、超固结和欠固结。用超固结比OCR作为反映土层天然固结状态的定量指标: 【例题16】某天然土的OCR>1.0,则该土属于( )。 A. 正常固结土 B. 超固结土 C. 欠固结土 答案:B 【例题17】某地层自地表以下10m范围内均为粉土,其天然重度为18.5KN/m3,地下水位在16m处,已知该土层在10m处受到的先期固结压力为200 kpa,则该处粉土属于( )。 A. 正常固结土 B. 超固结土 C. 欠固结土 答案:B 五、地基沉降计算 (一)弹性理论法 弹性理论法计算地基沉降是基于布辛奈斯克课题的位移解,其基本假定为地基是均质的、各向同性的、线弹性的半无限体;此外还假定基础整个底面和地基一直保持接触。需要指出的是布辛奈斯克课题是研究荷载作用于地表的情形,因此可以近似用来研究荷载作用面埋置深度较浅的情况。当荷载作用位置埋置深度较大时(如深基础),则应采用明德林课题的位移解进行弹性理论法沉降计算。 对矩形均布荷载下的角点沉降、中心点沉降和平均沉降以及圆形均布荷载下的刚性基础沉降可归纳成下式表示: 式中 e—合力的偏心距 K—计算系数,可按l/b由有关图表查得。 【例题18】地基沉降计算时所采用的弹性理论法,其基本假定为( )。 A. 地基是均质的、各向同性的、线弹性的半无限体;基础整个底面和地基一直保持接触; B. 地基是不均质的、各向异性的、线弹性的半无限体;基础整个底面和地基一直保持接触; C. 地基是均质的、各向同性的、线弹性的半无限体; D. 地基是均质的、各向同性的、线弹性的半无限体;基础整个底面和地基部分保持接触; 答案:A (二)分层总和法 1. 基本假设 分层总和法一般取基底中心点下地基附加应力来计算各分层土的竖向压缩量,认为基础的平均沉降量s为各分层土竖向压缩量 si之和。在计算出 si时,假设地基土只在竖向发生压缩变形,没有侧向变形,故可利用室内侧限压缩试验成果进行计算。 2. 计算步骤 (1)地基土分层。成层土的层面(不同土层的压缩性及重度不同)及地下水面(水面上下土的有效重度不同)是当然的分层界面,分层厚度一般不宜大于0.4b(b为基底宽度)。 (2)计算各分层界面处土自重应力。土自重应力应从天然地面起算。 (3)计算各分层界面处基底中心下竖向附加应力。 (4)确定地基沉降计算深度(或压缩层厚度)。一般取地基附加应力等于自重应力的20%( )深度处作为沉降计算深度的限值;若在该深度以下为高压缩性土,则应 )深度处作为沉降计算深度的限值。 取地基附加应力等于自重应力的10%( (5)计算各分层土的压缩量 si