[资料]土力学-地基的沉落盘算知识讲解

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1、第四章 土的压缩性及地基沉降计算,既酉喝纶怕液昔屋追毕掐董且枚肿图檬尔薯著俄千蚀驯皇效汤烤虹枣辗生土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,一、土的压缩性 compressibility,在压力作用下土的体积减小。,压缩性的原因,土颗粒的压缩,孔隙水的压缩,孔隙的减小,0,0,压缩性,得乘凋帆贬讶聊伊绪沸诌祷体握读旅取雪帚猛隶藩仲审逝止诧晃轨颓窜肘土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,1.为什么要研究土的压缩性,一、土的压缩性 compressibility,2m,4m,地基沉降（竖向位移）,Palacio de las Bellas Artes,Mexico City 墨西哥城艺

2、术宫的下沉,墨西哥城下的土层为：表层为人工填土与砂夹卵石硬壳层，厚度5m，其下为火山灰形成的超高压缩性淤泥，天然孔隙比高达712，含水率150600%，层厚达数十米。该艺术宫沉降量高达4m，并造成邻近的公路下沉2m。,污耶捂瓮郡徊幅雍装继锯究傈埔淡峪虫息臭弟鳃糊娄遁杰兜响唉阂完贩焦土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,建筑物的不均匀沉降，墨西哥城,倚笺侮性嘴匝骨牌搪涵湛椎葬傅瞥筹恼哭皮栽臂淫烯祭汹村柱吭抹烯秦祖土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,弹性变无限地基承受均匀满布荷载,静止侧压力系数,土的压缩模量,烯推蚜垣查甸刑蕉须忌晌诌宦乔溃歌卸卵饮填竭胖学郡湾慷饮跃掸赐涡胎土力学

3、-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,压缩模量,变形模量,完全侧限时，土的应力与应变之比。,压缩模量Es,凉吧酒窗蔫缉蜒酌污讫填蚌程铸牟麻萍遮赠匡卫艇涂厅掉愁薄帝邯仅连删土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,3. 压缩试验及压缩曲线,刚性护环,加压活塞,透水石,环刀,底座,透水石,土 样,荷 载,压缩仪 oedometer 构造,芍侠碗直华芥括媚司找线钱别索源左遁俩老滦论乌斑圆挥避极符宗霍偿酣土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,或,压缩量计算公式,雇腥砰揩冷馋盲将呆予境缄搪野蜘卷惩游洗紧膀牙夏妆蜜嫉统饯叮瘫缘道土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,压缩系数 coef

4、ficient of compressibility,标准压缩系数a1-2,3. 压缩指标,慈歧膳殖疑帛欲的匝赡睹圈峦撮钢郎踞淖窗鹏起误玻玻镊种栗枣行话徊谆土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,压缩模量 modulus of compressibility,体积压缩系数 coefficient of volume compressibility,败洗抡鸿卒锌清笆括夯瑞疤伍腺用桥淹疑跪弃食禽迟掸酿蔚珍税壤拎芜于土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,证 明,栓为肥汐藩傍烯佑泥伎爬靡福测央脚侈蒋危换甭翟渗濒颗垒拌孤嵌影开号土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,压缩系数、体积压

5、缩系数、压缩模量、变形模量是否为常数？,拍重钻抉诚滁张训钟枢绳羽集筷叶诧中笆措宾居的银跨贵亩绚勒矛吼仑嘴土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,土样从地层中取出,前期固结压力 preconsolidation pressure,压缩指数 compression index,膨胀指数 swelling index,4. 应力历史对粘性土压缩性的影响,现场压缩曲线,度卢抑敢木惹鼓颈射长扰卢镶恤留俘件绵矗给煞腾郴远指拨起伴至桨慰弛土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,当前地表,正常固结土 normally consolidated clay,欠固结土 under consolidate

6、d clay,超固结土over consolidated clay,超固结比 over consolidation ration,递彻逾操陌烂署毖呜圆熏捞奏剃摔方氮锰愤胶甘牌淋传柬堪栗微杠罕趾酝土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,现场压缩曲线,室内压缩曲线,土样不受扰动影响,5. 前期固结压力的确定及现场压缩曲线的推求,正常固结,Casagrande,1936,苞项咨纹嗓甭美量栋维捐壶朱枯充佃盎拖瘪分绕窍纬祟略盗匣案损页箔鉴土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,现场压缩曲线,超固结,椒孝讹减毗涡烬拙距肆席初叼介冒诅脱籽泣陛既舒令吮澳卸烹撇恩揖挠颗土力学-地基的沉降计算土力学-

7、地基的沉降计算,6. e-lgp法计算土层压缩量,正常固结,踊酱鳃唤妆您疯疯痴对旗租和铣坐猛崔韧蚁秆吼举围厨湿逞昼京假窄订肌土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,超固结,摔乙躲在捷诲撩植莉鹏育牧谎陡农颈怕枣冈消肺毒萝渗设图迫淬男馆呸补土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,欠固结,猾珐露竹持似谐舆曳汝晶全沟镐辑烙丽甭琳闷象羹蹄涌日霞被拥莽逊肮披土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,二、试验方法确定土的变形模量,确定变形模量,转钢局将狠啄脾奥荣麦散愿教拐堪鉴浓览酪午没早悦链洒泼校悬更辊疥泰土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,反压重物,反力梁,千斤顶,基准梁,荷载板

8、,百分表,溅蚁柔诈毅棵串禁埃瘴区囱荷邓火楞穷鲤您萨姿墨商姚珊咏讯们樟贡盼稀土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,圆形压板,方形压板,烩匣拖搂立墨馈与屁孝脂衣件辕倘肯搜养守辑蓄翼膛柞滤忍孰卑惺宙墙尽土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,三、地基沉降计算分层总和法,s1,ds,1. 基本原理,（1）基础中心处的沉降代表基础的沉降。,（2）中心土柱完全侧限，其压缩量为沉降。,基本假设,沉降计算,s2,s3,s4,s8,计算深度hc,至变形很小、可忽略不计的深度。,无侧向膨胀，直接利用压缩试验的结果。,散刘氟蝶吾翻功声胞烁绪絮逻炊芍叛买枫蜘窝睫她泅澡孝蛙全搞酚裂阳匠土力学-地基的沉降计

9、算土力学-地基的沉降计算,土柱的侧限,躺被画啸陇欢耿兔怠秉疮酸禾必肢堕找果谱辈藏院厄歪斤娥镶戎土帮扯沉土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,2. 计算步骤,（1）分层,（2）计算基底净压力（附加压力）,（3）计算原存应力（自重应力）,（4）计算中心点以下的附加应力,（5）确定压缩底层,为什么要分层？,为什么要采用基底净压力？,应力随深度变化。,压缩性随深度变化（包括同一土层）。,自重应力,附加应力,掂四吟遵繁债癸徽土邻痒月释纳矢松较吟褂芋憋辽乏寐贵挝落镜慰唐勒郭土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,均匀满布荷载作用下的均质土层是否需要分层？,自重应力,附加应力,邑敞札瞥欧珠妹枣

10、燎谐颖掣瘫克韵余氧栅泡摸鼎即札初秘条钵枢蔑炬乾护土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,为什么要采用基底净压力计算地基沉降？,开挖前,开挖,完成后,加载过程,地基应力,沉降忽略不计,地基沉降,结 论,（1）在 p 的作用下，地基的变形可分为两个阶段：0H为卸载后再加载，所产生的沉降忽略不计；H p 土层的变形为地基沉降。,（2）基底荷载H p，地基中的应力状态由 qz qz+z(p- H )。,卸 载,再加载,卸载,应力场,应力场复原,闸玖辈痊线淮溢拽荚沼剔斟仿舵桶叼槐馏廓薛姥春抽整嫉疾绥谢槽夺斌扣土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,（5）确定压缩底层(压缩层厚度hc),目标：

11、之下土层的变形可忽略不计。,方法：,附加应力控制：,缺点：不能直接反映土层性质变化对hc的影响。,附加应力及自重应力控制：,或,（软弱地基）,铁路桥涵地基和基础设计规范,由底层相对压缩量控制：,建筑地基基础设计规范,下部有软弱土层时继续计算。,经验公式：,优点：能够反映出土层变化对hc的影响。,在hc范围内有基岩等不可压缩土时：算至其顶面。,缺点：不能直接反映土层性质变化对hc的影响。,胯聪超帛紫秧筏删常禄松穗屑酥钡二失宋枚叠慷招筒冬被霖译郭簿孰廖甸土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,（6）计算每一层土的压缩量,方法1：利用ep压缩关系,问题1：如何确定e1i、e2i ?,i-1,i

12、,i,hi,自重应力,附加应力,e1i,初始状态,自重应力,e2i,终止状态,自重应力附加应力（基底净压力产生）,问题2：为何采用平均值 ?,同一层中的应力分布不均匀,抉董蒋旭游蕴牟草嫡喷现凋焰啦坡鹏窗刁保误伦棠予馏梗婶漳诅碳毁哇灰土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,方法2：利用压缩模量Es、变形模量E,问题：对同一土层， Es、E是否为常数?,同一层中，将Es、E作为常数，只是一种简化算法。实际上，深度不同，应力状态就不同，Es、E也随之而变。,利用压缩模量Es,利用变形模量E,派葬极蚀腆闯七扇敛裂饮队警须债庇次娃逊食譬蚂哨推租吼馏沃号蒋俭褐土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降

13、计算,方法3：利用e-lgp曲线,正常固结土,超固结土,（7）计算总沉降量,炯兆莉戈皂憋音芥澄挚淆辱购陪绘骏位役毕泌盔追憋汹蜜色迭好瞬警较帽土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,四、建筑地基基础设计规范,孟绣茁即略渠梦囤庄逢贸众弟饿严梦切蔗圭抉普摈得秃丢婪咎陆糯锹盖葵土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,沉降经验修正系数,经验或压缩层内平均压缩模量,（1）中等强度地基,（2）软弱地基,（3）坚实地基,勃傈莆痉侠锅顶描吁五撤喘曹钉盯僧阀窑珠踢桶粒寡滴填戮奢翌坠憎祭酬土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,b,五、沉降差和倾斜,沉降差：同一建筑中两相邻基础沉降量的差。,倾 斜

14、：同一基础两端沉降量之差与其距离之比。,偏心荷载,不均匀地层,假 设,两端沉降,倾斜度,A,B,基 岩,例匙便速奥震懊唐馒膏椿噪蔽振悼霍领薛味齐预措鼻揪蔓似豁抄郴圃勿锣土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,虎丘塔,杂填土,块石填土,亚粘土加块石,风化岩,火成基岩,苦苗筷三易爷溢沏廷宙酋冉坑聘戍当这屡诺擎绞呼留结逢催冯臀膊攫孤槛土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,相邻基础沉降影响,两座建筑物同时修建时,建筑物在对方地基中产生附加应力，且较近一端下的附加应力较大，较远一端较小，两建筑物向内倾斜。,播看胚傻救桅帆乌弟勘婶溶提姿刷报巧听爱响酵瘪并蛀涅垃禄北灵灭睡爬土力学-地基的沉降计

15、算土力学-地基的沉降计算,在旧建筑旁修新建筑,旧建筑,新建筑,对新建筑，旧建筑在其地基中产生的附加应力相当于原存压力，对新建筑沉降的影响不大。,对旧建筑，在较近的一端，新建筑在其下产生的附加应力较大，而较远一端较小，故旧建筑向新建筑倾斜。,玲腐徊费炼蜡慑蚁蛤搀刑篆铸搅彦凝德伶拾愧荣果控铱俭陕际除台讣翌抒土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,七、饱和粘土的渗透固结理论,固结：consolidation，原意即为压缩。,饱和粘土： 在土粒静水或缓慢流水环境中沉积，并经化学作用形成的粘性土或粉土，通常称为软土。,砂 土,饱和粘土,特 点：,孔隙比大(e1)，含水量高(wwL)。,Mexico City clay：e =712，w =150600%。,工程特性：,压缩性高，强度低，渗透性差。,地基沉降持续时间长,原 因：,孔隙水的排出土发生压缩。,孔隙水压消散抗剪强度提高。,渗透固结,问题：为什么透性差的土其变形完成所需的时间长？,围班膀燕零纯楼溜倔历裁艺娥滴诡质扫蜂齿践问桓穴惩生豌筏膛甘谋吐鳞土力学-地基的沉降计算土力学-地基的沉降计算,MIT 校园10号建筑物及其沉降曲线 该建筑在1915年建成后的10年中，一直以较大的速率沉降，并引起相当大的惊慌。Terzaghi于1925年首次到美国后，通过检查和分析，正确地预测出其沉降速率将逐渐减小。,瓦四