工程應用上沉降計算一般用壓縮模量,分層總和法,地基基礎設計規范上的,當然也有用變形模量的,高層建筑巖土工程勘察規程上。兩種計算方法都需要乘以相應的經驗系數。
壓縮模量一般是室內試驗得到的,不同的壓力段選用不同的值,也可以根據原位測試提供經驗值。
變形模量可以用載荷試驗計算得到,但比較麻煩,一般根據原位測試提供經驗值。
貌似實際應用的時候,也有把變形模量和壓縮模量混在一起的,即把變形模量當做壓縮模量來用。因為碎石類土、巖石等是無法切環刀的,不可能做出壓縮模量,只能提供變形模量。而用地基基礎設計規范上的公式計算沉降的時候,又必須用到壓縮模量。變形模量當做壓縮模量來用是萬不得已。
壓縮模量與變形模量的區別就是,前者是完全側限,后者是部分測限。從理論上來講,通過變形模量來計算應該更符合實際,但以往的沉降計算工程經驗大部分是從壓縮模量計算而來的,應用上壓縮模量用的更方便。當然即使最終的沉降計算結果乘以了經驗系數,和實際沉降量也完全不是一回事。
如果做科研的話,比如用到數值分析,建議仔細研究下分析軟件所用的模型,用的到底是什么量,這個量是怎么來的,不同的軟件模型或許是不同的。即使是同一個量,不同的試驗條件下,得到的數值也是不同的。如果數值選用不合適,所有的分析都是無意義的。
再補充兩點:
土的變形模量是通過載荷試驗確定的。查閱了一下資料,土的變形模量好像不可以用三軸試驗確定。三軸試驗確定的是土的彈性模量,有動彈性模量、靜彈性模量之分。變形模量和彈性模量不是一回事。
關于K0固結的問題,細想了一下,也不是那么有說服力,K0固結應該是只考慮了側向應力,是不是還應該考慮土的有效自重應力,這才是重點。查閱了一些規范,不過都是三軸試驗做剪切指標的,很多都要求是有效自重應力下固結。不管是K0固結還是有效自重應力固結,其初衷都一樣,是想要考慮土樣取上來之后的應力釋放問題,應力釋放后,土的性質相對原位的土而言是差了一些,為了彌補這點,才考慮預固結。但是這種預固結下的土,是不是真能恢復到原位土的狀態,還不太好確定。應力釋放時,土的顆粒間的孔隙增大,當預固結后,土的顆粒間的孔隙會減小。如果這種改變是完全恢復到原來的土顆粒排列狀態,預估接當然是合適的。但是這個過程中,土顆粒間是不是會發生滑移,這種滑移對土的性質影響有多大,還是值得探討的。
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