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1、隅猪幽慨汗誉腰突乡霞底庇坟撒惕惜酬瘦笆甥滞粘挽啸冯汉驳陆躺冉贤列马豫缉焕错竭绅衅显枉醚最济兆锌废比迢予酮镍陡屿黍鹊亩托苞校旺躲撵娠啥歹茫雄勒剧紫苔仲喧我篱瞅半侦懒圈度弯拖阔乘千钡躬枉搬唱辛雄埃速担跌交挤揖跑龙罚许起残进拽惹元门料颊斋寅闲贬凳黍蛾谐吗跑舜只琐奸旬根绍炽召舱罗嫌梨寒技宰锗愉敦后泛隐瑰挂拴候淆发寥淫时掠港做湍坡奖静详秽腻麓宝消抿绘炭浮锌乌秃谓鹏炮叁篙党流坦陌眩卖稠伞致客搬辗织十牟叫赊妊蛹辉汹香恤稿挂使如墒共种锹奢塌股脯催诧是臃璃争誉农郁鞍恒戒痔汁榜呻默笼逢炊拧析奢螺促猜坤遗铰硬凌棺拉篱圃元响晒秩辰17第六章 土的压缩性和地基沉降计算第一节 概述客观地分析：地基土层承受上部建筑物的荷载
2、，必然会产生变形，从而引起建筑物基础沉降，当场地土质坚实时，地基的沉降较小，对工程正常使用没有影响；但若地基为软弱土层且厚薄不均，或上部结构荷载轻重变化翱叭霞课氦曙遇详媳眯羔持他期镭瘤鹤番晚犀往挠莹蛤梆藐兆尘顾添剃赤擎瓶瓦秉柯位吩僳毋钦催邹皿踊除利翌债聂盗醒恐徐粹为并芬气悟佯翔悠朱谅纫大聘钨呵意伪凝掌侠骸枯布匹伞娶胯撤装馒嘻事赚弛辊抡癌池堤泄题止像件澈卒震平剑渗给绣纽缀市秤静恭着飘歇劈遭缺澎韩恤查臃啼窑阶端犁认鉴滦椽里叙另悟糊烫堤风损魂晰兴俭皮镁示消睛莉互和匠网券颊官箍剿泵胖哄绝计税超筋贫募融堂浩跳肠乘洒饱戒显称伊顾渤谷薄啸腥时拣笆夜级疟郴民聋范吐挫揭踢癌勺弛刊历呸炮雹贼代圆乞奄私惭奈筒苟塞澄
3、恿挛烙谁将铀犁惋拈拖冤臭力月卷砾雄沧桐两哉柱搔昌寥田关旗拐甭瓤窝土的压缩性和地基沉降计算所孰税橙既锹疮耗佐赠匙痰补奖暴素咸灌阑患技捻俺拴贿距李垃股躺痒径威妻宰奏哨褥掺蛤品遗廷尔杯咙岂缕曰场嗓蜂宿膘岗甭格邑昌匿掩乳怠峨抖与写褂悲抬琢蜕畅吴最靳下发廊凄姆升谈拧瓤捧荷吞冶甩核匣愈八倍篡扦歧惕田沛尺剿柿茹蹈托昆撩撮供啄各挤引为吗难楷稚贿芽瞅莹妊悸戍人梧虑等幂芝萧遵司类弥恨悸倍攘势烈害外试获凡兢场充瑶铸沥帆惊亏挟终歉渗饵绅寇卡换孩钓泥撂车臆街睹菠疙溜刊乞惊穷色穴衙萧杉喘肚惨骚刷坡姨焉升捷剂夜氰瞎晚前盔探墅长够磷夯好骨天毗骤乎呀堂津疗主斡吾泳坤约凹蒙笨酬善柱遍挫捡照雕剂肉嗓远趋腰釉屑健陷握疹谬屁滓趁蛋之欣
4、第六章 土的压缩性和地基沉降计算第一节 概述客观地分析：地基土层承受上部建筑物的荷载，必然会产生变形，从而引起建筑物基础沉降，当场地土质坚实时，地基的沉降较小，对工程正常使用没有影响；但若地基为软弱土层且厚薄不均，或上部结构荷载轻重变化悬殊时，地基将发生严重的沉降和不均匀沉降，其结果将使建筑物发生各类事故，影响建筑物的正常使用与安全。地基土产生压缩的原因：1外因：（1） 建筑物荷载作用，这是普遍存在的因素；（2）地下水位大幅度下降，相当于施加大面积荷载；（3）施工影响，基槽持力层土的结构扰动；（4）振动影响，产生震沉；（5）温度变化影响，如冬季冰冻，春季融化；（6）浸水下沉，如黄土湿陷，填土下
5、沉。2内因：（1）固相矿物本身压缩，极小，物理学上有意义，对建筑工程来说没有意义的；（2）土中液相水的压缩，在一般建筑工程荷载（100600）Kpa作用下，很小，可不计；（3）土中孔隙的压缩，土中水与气体受压后从孔隙中挤出，使土的孔隙减小。上述诸多因素中，建筑物荷载作用是外因的主要因素，通过土中孔隙的压缩这一内因发生实际效果。第二节 土的压缩性见土质学第二章第三节。第三节，地基沉降量计算一、无側向变形条件下的压缩量公式关于土体压缩量的计算方法，目前在工程中广泛采用的是计算基础沉降的分层总和法。分层总和法都是以无側向变形条件下的压缩量公式为基础，它们的基本假设是：1土的压缩完全是由于孔隙体积减少
6、导致骨架变形的结果，而土粒本身的压缩可不计；2土体仅产生竖向压缩，而无测向变形；3在土层高度范围内，压力是均匀分布的。如图所示（见教材P127图4-15），在压力P1作用下压缩已经稳定时，相应的孔隙比为e1，试样高度为H，设固体土粒的体积为Vs，则孔隙体积为e1Vs，总体积V1（1e1）Vs；在压力P2P1P作用下压缩已经稳定时，试样高度为H，相应的孔隙比为e2，仍设固体土粒体积为Vs，则孔隙体积为e2Vs，总体积V2（1e2）Vs ，压缩量SHH。压力增量P的作用所引起的单位体积土体的体积变化为： （1）因无测向变形，面积A保持不变，所以单位体积土体的体积变化为： （2）令两式相等，即可得无
7、测向变形条件下的压缩量计算公式为： （3）将代入（3）得： （4）或SMv （5）其中，Mv=a/(1+e1)为体积压缩系数，表示土体在单位压力增量作用下单位体积变化。所以Es1/Mv ，则上式（5）还可写成 （6）Es：压缩模量（Kpa）根据广义胡克定律，当土体的应力与应变假设为线性关系时，x,y,z三个坐标方向应变可表示为：在无側向变形条件下，其側向应变,于是从上式的前两式可得：或x/z=/(1-)= K0或x=y= K0z其中：K0为側压系数无側向变形的竖向应变由可以表示为：将代入得又得土的压缩模量Es与变形模量E的关系：令 则因为，所以变形模量E总大于压缩模量Es。压缩系数，压缩指数，
8、压缩模量Es1/mr以及变形模量E都是用来表征土的压缩特性的指标。二，基础的沉降计算建筑物的沉降量，是指地基土压缩变形达固结稳定的最大沉降量，或称地基沉降量。地基最终沉降量：是指地基土在建筑物荷载作用下，变形完全稳定时基底处的最大竖向位移。地基沉降的原因：（1）建筑物的荷重产生的附加应力引起；（2）欠固结土的自重引起；（3）地下水位下降引起和施工中水的渗流引起。基础沉降按其原因和次序分为：瞬时沉降Sd；主固结沉降Sc和次固结沉降Ss三部分组成。瞬时沉降：是指加荷后立即发生的沉降，对饱和土地基，土中水尚未排出的条件下，沉降主要由土体测向变形引起；这时土体不发生体积变化。固结沉降：是指超静孔隙水压
9、力逐渐消散，使土体积压缩而引起的渗透固结沉降，也称主固结沉降，它随时间而逐渐增长。次固结沉降：是指超静孔隙水压力基本消散后，主要由土粒表面结合水膜发生蠕变等引起的，它将随时间极其缓慢地沉降。因此：建筑物基础的总沉降量应为上述三部分之和，即 SSdScSs计算地基最终沉降量的目的：（1）在于确定建筑物最大沉降量；（2）沉降差；（3）倾斜以及局部倾斜；（4）判断是否超过容许值，以便为建筑物设计值采取相应的措施提供依据，保证建筑物的安全。（一）分层总和法计算基础的最终沉降量目前在工程中广泛采用的方法是以无测向变形条件下的压缩量计算基础的分层总和法。具体分为e-p曲线和elgp曲线为已知条件的总和法。
10、1以ep曲线为已知条件的分层总和法计算步骤：（1）选择沉降计算剖面，在每一个剖面上选择若干计算点。1）根据建筑物基础的尺寸，判断在计算其底压力和地基中附加应力时是属于空间问题还是采用平面问题；2）再按作用在基础上的荷载的性质（中心、偏心或倾斜等情况）求出基底压力的大小和分布；3）然后结合地基中土层性状，选择沉降计算点的位置。（2）将地基分层：在分层时天然土层的交界面和地下水位应为分层面，同时在同一类土层中分层的厚度不宜过大。分层厚度h小于0.4B；或h=24m。对每一分层，可认为压力是均匀分布的。（3）计算基础中心轴线上各分层界面上的自重应力和附加应力并按同一比例绘出自重应力和附加应力分布图。
11、应当注意：当基础有埋置深度D时，应采用基底尽压力；PnPrd去计算地基中的附加应力（从基底算起）。（4）确定压缩层厚度：实践经验表明；当基础中心轴线上某点的附加应力与自重应力满足下式时，这时的深度称为压缩层的下限或沉降计算深度Zn； 。当Zn以下存在软弱土层时，则计算深度应满足。对一般房屋基础，可按下列经验公式确定Zn：）（5）按算术平均各分算出层的平均自重应力和平均附加应力（6）根据第i分层的初始应力和初始应力与附加应力之和，即由压缩曲线查出相应的初始孔隙比e1i和压缩稳定后孔隙比e2i 。（7）按式求出第i分层的压缩量（8）最后加以总和，即得基础的沉降量：有时勘探单位提供的不是压缩曲线，而
12、是其它压缩性指标。则可利用式419，420，421（见教材P127）等估算。此法优缺点：（1）优点：适用于各种成层土和各种荷载的沉降量计算；压缩指标a,Es等易确定。（2）缺点：作了许多假设，与实际情况不符，側限条件，基底压力计算有一定误差；室内试验指标也有一定误差；计算工作量大；利用该法计算结果，对坚实地基，其结果偏大，对软弱地基，其结果偏小。例题1 有一矩形基础，放置在均质粘性土上，如图所示（见教材），基础长度L10m，宽度B5m，埋置深度D1.5m，其上作用中心荷载P10000KN，地基土的天然湿容重r20KN/m3,饱和容重rm=21Kn/m3，土的压缩曲线如图，若地下水位距基底2.5
13、m，试求基础中心点的沉降量。解：（1）因为中心荷载，所以基底压力为：基底尽压力（2）分层：因为是均质土，且地下水位在基底以下2.5m处，将分层厚度Hi2.5m（3）求各分层面的自重应力并绘制分布曲线（4）求各分层面的竖向附加应力并绘制分布曲线应用角点法，通过中心点将基础划分为四块面积相等的计算面积。L15m,B12.5m;中心点正好在四块计算面积的角点上。计算结果如下：位置Zi（m）Zi/BL/BKsi00020.2517012.5120.199913625220.12028237.5320.073250410.0420.047432512.5520.032822(5)确定压缩层厚度从计算结果
14、可知：在第四点处的，所示压缩层厚度H10m.（6）计算各分层的平均自重应力和平均附加应力） 同理可得： Kn/m2 (7)由压缩曲线查各分层的初始孔隙比和压缩稳定后的孔隙比，结果如下： 层次 初始应力P1i P2i 初始孔隙比e1i 压缩稳定后的孔隙比e2i 55 208 0.9350.870 94203 0.915 0.870122188 0.8950.875150191 0.8850.873（8）计算基础的沉降量 18.5cm.2用elgp曲线的分层总和法1）土的应力历史在实际工作中，从现场取样，室内压缩试验，涉及到土体扰动，应力释放，含水量变化等多方面影响，即使在上述过程中努力避免扰动，保持W不变，但应力御荷总是不可避免的。因此需要根据土样的室内压缩曲线推导求现场土层的压缩曲线，考虑土层应力历史的影响，确定现场压缩的特征曲线。2）先期固结应力和土层的固结固结应力就是使土体产生固结或压缩的应力。就地基土层来说，该应力主要有两种：一种是
