《土力学4.土的压缩性和地基沉降计算新方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土力学4.土的压缩性和地基沉降计算新方案（96页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、土力学4.土的压缩性和地基沉降计算新方案Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望土的压缩性土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性是指土在压力作用下体积缩小的特性压缩量的组成压缩量的组成n固体颗粒的压缩固体颗粒的压缩n土中水的压缩土中水的压缩n空气的排出空气的排出n水的排出水的排出占总压缩量的占总压缩量的1/400不到，不到，忽略不计忽略不计压缩量主要组成部分压缩量主要组成部分说明：说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果无粘性
2、土无粘性土粘性土粘性土透水性好，水易于排出透水性好，水易于排出压缩稳定很快完成压缩稳定很快完成透水性差，水不易排出透水性差，水不易排出压缩稳定需要很长一段时间压缩稳定需要很长一段时间4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（1/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.固结：固结：土体在压力作用下，土体在压力作用下，压缩量随时间增长压缩量随时间增长的过程。的过程。 在荷载作用下，饱和土体中产生在荷载作用下，饱
3、和土体中产生超静孔隙水压力超静孔隙水压力，在排水，在排水条件下，随着时间发展，土体中水被排出，超静孔隙水压力逐条件下，随着时间发展，土体中水被排出，超静孔隙水压力逐步消散，土体中有效应力逐步增大，直至超静孔隙水压力完全步消散，土体中有效应力逐步增大，直至超静孔隙水压力完全消散，这一过程称为消散，这一过程称为固结固结。无粘性土无粘性土: :其压缩过程在很短时间内就可以完成其压缩过程在很短时间内就可以完成; ; 粘性土粘性土: :透水性小，其压缩稳定所需的时间要比砂土长得多。透水性小，其压缩稳定所需的时间要比砂土长得多。4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（2/26）Evaluation only
4、.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.墨西哥某宫殿墨西哥某宫殿左部：左部：17091709年年右部：右部：16221622年年地基：地基：2020多米厚粘土多米厚粘土工工 程程 实实 例例问题：问题：沉降沉降2.22.2米，且左米，且左右两部分存在明显右两部分存在明显的沉降差。左侧建的沉降差。左侧建筑物于筑物于19691969年加固年加固4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（3/26）Evaluation only.Created wi
5、th Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.工工 程程 实实 例例由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触Kiss4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（4/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.工工 程程 实实 例例基坑开挖，引
6、起阳台裂缝基坑开挖，引起阳台裂缝4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（5/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.新新建建筑筑引引起起原原有有建建筑筑物物开开裂裂4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（6/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011
7、 Aspose Pty Ltd.47m3915019419917587沉降曲线沉降曲线(mm)工工 程程 实实 例例建筑物过长：长高比建筑物过长：长高比7.6:17.6:14.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（7/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.目前：塔向南倾斜，目前：塔向南倾斜，南北两端沉南北两端沉降差降差1.80m1.80m，塔顶离中心线已达，塔顶离中心线已达5.27m5.27m，倾斜，倾斜
8、5.55.5比比 萨萨 斜斜 塔塔15901590年年: : 伽利略在此塔做伽利略在此塔做 自由落体实验自由落体实验4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（8/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.苏州虎丘塔苏州虎丘塔F概况：位于虎丘公园山顶，建于概况：位于虎丘公园山顶，建于宋太祖建隆二年宋太祖建隆二年( (公元公元961961年年) )。塔。塔高高47.5m47.5m，平面呈八角形。，平面呈八角形。F
9、问题：问题：塔身向东北方向严重倾斜，塔身向东北方向严重倾斜，塔顶离中心线达塔顶离中心线达2.31m2.31m，底层塔身，底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑物。发生不少裂缝，成为危险建筑物。F原因：原因：坐落于不均匀粉质粘土层，坐落于不均匀粉质粘土层， 产生不均匀沉降。产生不均匀沉降。F处理：在四周建造圈桩排式地下处理：在四周建造圈桩排式地下连续墙并对塔周围与塔基进行钻连续墙并对塔周围与塔基进行钻孔注浆和打设树根桩加固塔身。孔注浆和打设树根桩加固塔身。4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（9/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .N
10、ET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.日本关西机场日本关西机场问题：沉降大且不均匀问题：沉降大且不均匀设计沉降：设计沉降：5.7-7.5 m5.7-7.5 m完成时完成时(1990(1990年年) )实际沉实际沉降：降：8.1 m8.1 m，5cm/5cm/月月预测主固结需：预测主固结需：2020年年比设计多超填：比设计多超填：3m3m4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（10/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Clie
11、nt Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.侧限压缩试验侧限压缩试验研究土的压缩性大小及其特征的室内试验研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称方法，亦称固结试验固结试验1.1.压缩仪示意图压缩仪示意图 注意：注意：土样在竖直压力作用下，由于土样在竖直压力作用下，由于环刀和刚性护环的限制，只产生竖向压缩，环刀和刚性护环的限制，只产生竖向压缩，不产生侧向变形不产生侧向变形4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（11/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.
12、5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.三联固结仪三联固结仪4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（12/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Vve0Vs1H0/(1+e0)H0VveVs1H1/(1+e)pH1s土样在压缩前后土样在压缩前后变形量为变形量为s，整个，整个过程中土粒体积过程中土粒体积和底面积不变和底面积不变
13、土粒高度在受土粒高度在受压前后不变压前后不变整理整理其中其中根据不同压力根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制，绘制e- -p曲线，曲线，为为压缩曲线压缩曲线4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（13/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.压缩曲线（压缩曲线（e-pe-p曲线）曲线）压缩曲线（压缩曲线（e-lgpe-lgp曲线）曲线）4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性
14、（14/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.e0eppee- -p曲线曲线压缩性指标压缩性指标压缩性不同的土，曲线形状不同，曲线愈陡，说明在相同压力压缩性不同的土，曲线形状不同，曲线愈陡，说明在相同压力增量作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土的压缩性愈高增量作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土的压缩性愈高根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标n1.1.压缩系数压缩系数an2
15、.2.压缩指数压缩指数Ccn3.3.压缩模量压缩模量Es 曲线曲线A曲线曲线B曲线曲线A压缩性压缩性曲线曲线B压缩性压缩性4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（15/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.压缩系数压缩系数a a土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应应力增量的比值力增量的比值p1p2e1e2M1M2e0epe- -p曲线曲线pe利用单位压力增量所引起利
16、用单位压力增量所引起得孔隙比改变表征土的压得孔隙比改变表征土的压缩性高低缩性高低在压缩曲线中，实际采在压缩曲线中，实际采用割线斜率表示土的压用割线斜率表示土的压缩性缩性规范规范用用p1100kPa、 p2200kPa对应的压缩系数对应的压缩系数a1-2评价评价土的压缩性土的压缩性n a1-20.1MPa-1低低压缩性土压缩性土n0.1MPa-1a1-20.5MPa-1中中压缩性土压缩性土n a1-20.5MPa-1高高压缩性土压缩性土4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（16/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5
17、Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.土的压缩指数土的压缩指数Cc 由由e e-lg-lgp p曲线得到。土的曲线得到。土的e e-lg-lgp p曲线的后段接近直线，直线曲线的后段接近直线，直线的斜率的的斜率的绝对值绝对值。压缩指数越大，反映土的压缩性压缩指数越大，反映土的压缩性越高。越高。低压缩性土；低压缩性土；中压缩性土中压缩性土高压缩性土。高压缩性土。与压缩系与压缩系数的区别数的区别? ?4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（17/26）Evaluation only.Created with Aspose.
18、Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.压缩指数与压缩系数的区别压缩指数与压缩系数的区别 压缩系数随着起始压力和压力增量的不同而不同压缩系数随着起始压力和压力增量的不同而不同, ,因此必因此必须规定须规定起始压力和同一压力变化范围起始压力和同一压力变化范围, ,常用常用 作为判断土压作为判断土压缩性的标准缩性的标准; ; 压缩指数由于选用的坐标不同压缩指数由于选用的坐标不同, ,它是它是e-lgpe-lgp曲线后段曲线后段( (压力较压力较大大) )部分的直线斜率部分的直线斜率,
19、 ,在很大范围内是常数在很大范围内是常数, ,所以所以CcCc并不随压力变并不随压力变化范围而异化范围而异. .4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（18/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.压缩模量压缩模量Es土在土在侧限侧限条件下竖向附加压应力与相条件下竖向附加压应力与相应的应的应变增量应变增量之比之比 ，或称为，或称为侧限模量侧限模量说明：说明：土的压缩模量土的压缩模量EsEs与土的的压缩与土
20、的的压缩系数系数a a成反比，成反比， Es Es愈大，愈大， a a愈小，土愈小，土的压缩性愈低的压缩性愈低Es4MPa Es15MPa Es15MPa 低低压缩性土压缩性土4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（19/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 回弹曲线和再压缩曲线回弹曲线和再压缩曲线 在室内压缩试验过程中，如在室内压缩试验过程中，如加压到某一值加压到某一值p pi i后，逐级进行卸压后
21、，逐级进行卸压 ，则可观察到土样的回弹。若测得，则可观察到土样的回弹。若测得其回弹稳定后的孔隙比，则可绘制其回弹稳定后的孔隙比，则可绘制相应的孔隙比与压力的关系曲线，相应的孔隙比与压力的关系曲线，即即回弹曲线回弹曲线。由于回弹曲线与原来。由于回弹曲线与原来的压缩曲线并不重合，说明土的压的压缩曲线并不重合，说明土的压缩变形是由可以恢复的弹性变形和缩变形是由可以恢复的弹性变形和不可恢复的残余变形两部分组成的，不可恢复的残余变形两部分组成的，并以残余变形为主。并以残余变形为主。如重新逐级加压，则可测得土样在如重新逐级加压，则可测得土样在各级荷载下再压缩稳定后的孔隙比，各级荷载下再压缩稳定后的孔隙比，
22、从而绘制从而绘制再压缩曲线。再压缩曲线。4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（20/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.土的变形模量土的变形模量 变形模量变形模量E0 指土体在指土体在无侧限条件无侧限条件下的应力与应变的比值下的应力与应变的比值.（1）.以载荷试验测定变形模量以载荷试验测定变形模量 与压缩模量的主与压缩模量的主要区别要区别?4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（21/26）Evalu
23、ation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.沉降影响系数沉降影响系数 地基土的泊松比地基土的泊松比b b承压板的边长或直径承压板的边长或直径s s与所取定的比例界限与所取定的比例界限P P相对应的沉降相对应的沉降用载荷试验来测定土的变形模量，费时、费力，且费用较用载荷试验来测定土的变形模量，费时、费力，且费用较高，对于深层土的试验结果可靠性较差。现应着重发展高，对于深层土的试验结果可靠性较差。现应着重发展现现场快速测定变形
24、模量的方法场快速测定变形模量的方法（旁压试验、触探试验等）。（旁压试验、触探试验等）。土的变形模量土的变形模量4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（22/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.变形模量与压缩模量变形模量与压缩模量 土土的的变变形形模模量量E E0 0是是土土体体在在无无侧侧限限条条件件下下的的应应力力与与相相应应的的应变的比值。应变的比值。 土土的的压压缩缩模模量量E Es s是是土土
25、体体在在完完全全侧侧限限条条件件下下的的有有效效应应力力与与相应的应变的比值。相应的应变的比值。 由侧向不允许膨胀的条件，可以得到土的静止侧压力由侧向不允许膨胀的条件，可以得到土的静止侧压力系数系数K K0 0与泊松比与泊松比 的关系的关系 由由竖竖向向的的应应力力、应应变变关关系系以以及及压压缩缩模模量量的的定定义义可可得得到到土土的变形模量与压缩模量换算的理论关系公式的变形模量与压缩模量换算的理论关系公式式中式中: 为为 的常数的常数,可查表得可查表得.4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（23/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides f
26、or .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.模量的选用模量的选用 地基土的压缩性地基土的压缩性压缩模量压缩模量Es Es 分层总和法或规范推荐公式计算分层总和法或规范推荐公式计算地基最终沉降量地基最终沉降量变形模量变形模量EoEo 弹性理论方法计算地基沉降量弹性理论方法计算地基沉降量 考虑不同变形阶段的瞬时沉降计算考虑不同变形阶段的瞬时沉降计算弹性模量弹性模量E E 计算高耸结构物风荷载作用下的倾斜计算高耸结构物风荷载作用下的倾斜 地震反应分析计算或路面设计地震反应分析计算或路面设计4.1 4.1
27、土的压缩性土的压缩性（24/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.旁压试验及旁压模量旁压试验及旁压模量 旁压试验旁压试验又称又称横压试验横压试验. .也也是一种原位测试的方法。是一种原位测试的方法。 试验在钻孔内进行（有试验在钻孔内进行（有的是预先钻孔，有的是自的是预先钻孔，有的是自行钻孔行钻孔) )，将旁压器置于孔，将旁压器置于孔内后，用液压迫使旁压器内后，用液压迫使旁压器的工作腔不断扩大，对孔的工
28、作腔不断扩大，对孔壁土体施加压力壁土体施加压力( (横压横压) )，迫使孔周围的土变形外挤，迫使孔周围的土变形外挤，直至破坏直至破坏. .量测所加的压力量测所加的压力p p的大小以及旁压器测量腔的大小以及旁压器测量腔的体积的体积V V的变化的变化( (见图见图4. 4. 13)13)。再换算为土的应力应。再换算为土的应力应变关系，从而获得地基土变关系，从而获得地基土强度和变形模量等参数。强度和变形模量等参数。4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（25/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profil
29、e 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v旁压试验的成果旁压试验的成果为为p-Vp-V曲线曲线可划分为三个阶段：可划分为三个阶段：vI I阶段阶段为初步阶段，为橡皮膜膨胀与为初步阶段，为橡皮膜膨胀与孔壁初步接触阶段。若完全紧贴时孔壁初步接触阶段。若完全紧贴时的压力用的压力用 表示，则表示，则 相当于原位相当于原位总的水平应力总的水平应力; ;v阶段阶段称为似弹性阶段，这时压力称为似弹性阶段，这时压力与体积变化量大致成直线关系，表与体积变化量大致成直线关系，表示土尚处于弹性状态，压力示土尚处于弹性状态，压力 为开为开始屈服的压力，称为始屈服的压力
30、，称为临塑压力临塑压力; ; v阶段阶段为塑性阶段，随着压力增大，为塑性阶段，随着压力增大，土内局部环状区域产生塑性变形。土内局部环状区域产生塑性变形。表现为体积变化量表现为体积变化量v v迅速增加，最后迅速增加，最后达到达到极限压力极限压力 . .v 根据曲线第根据曲线第阶段的阶段的坡度坡度( )( )，可得到土的可得到土的旁压模量旁压模量 ，其值与，其值与土的变形模量土的变形模量 相近。相近。图图4.134.13旁压试验旁压试验p-Vp-V曲线曲线4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（26/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for
31、.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.有关概念有关概念有关概念有关概念1 1 1 1、地基最终沉降量：地基最终沉降量：地基最终沉降量：地基最终沉降量：地基在建筑物荷载作用下，最后的稳定沉地基在建筑物荷载作用下，最后的稳定沉降量。降量。2 2 2 2、计算的目的：计算的目的：计算的目的：计算的目的：在于确定建筑物的最大沉降量、沉降差和倾斜，在于确定建筑物的最大沉降量、沉降差和倾斜，并控制在容许范围之内，以保证建筑物的安全和正常使用。并控制在容许范围之内，以保证建筑物的安全和正常使用。3 3 3 3、分
32、层总和法和规范推荐法概述：分层总和法和规范推荐法概述：分层总和法和规范推荐法概述：分层总和法和规范推荐法概述：分层总和法假设土层只有垂直单向压缩，侧向不能膨胀。分层总和法假设土层只有垂直单向压缩，侧向不能膨胀。而规范推荐法根据建国以来二十多年实践经验，对分层总而规范推荐法根据建国以来二十多年实践经验，对分层总和法进行了修正。和法进行了修正。 4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(1/23)(1/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2
33、004-2011 Aspose Pty Ltd.分层总和法分层总和法1.1.基本假设基本假设v地基是均质、各向同性的半无限线性变形体，可按弹性理论计地基是均质、各向同性的半无限线性变形体，可按弹性理论计算土中应力算土中应力v在压力作用下，地基土不产生侧向变形，可采用侧限条件下的在压力作用下，地基土不产生侧向变形，可采用侧限条件下的压缩性指标压缩性指标v为了弥补假定所引起误差，取基底中心点下的附加应力进行计为了弥补假定所引起误差，取基底中心点下的附加应力进行计算，以基底中点的沉降代表基础的平均沉降算，以基底中点的沉降代表基础的平均沉降v基础最终沉降量等于基础底面下某一深度范围内各土层压缩量基础最
34、终沉降量等于基础底面下某一深度范围内各土层压缩量的总和。的总和。v 该深度以下土层的压缩变形值小到可以忽略不计。该深度以下土层的压缩变形值小到可以忽略不计。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(2/23)(2/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.计算原理计算原理取土中基底中心下截面面积为取土中基底中心下截面面积为 、高度为、高度为 的第的第 层小土柱为研究对象，设：层小土柱为研究对象
35、，设： - -为平均自重应力；为平均自重应力； - -为平均自重应力作用下的孔隙比；为平均自重应力作用下的孔隙比； - -为平均附加应力；为平均附加应力； - -为为 作用下的孔隙比。作用下的孔隙比。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(3/23)(3/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(4/23)(4/23)Evaluation
36、 only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 计算方法及步骤计算方法及步骤计算方法及步骤计算方法及步骤 1) 1)按比例尺绘出按比例尺绘出地基剖面图地基剖面图和和基础剖面图基础剖面图。 2) 2)分层分层 一般一般h hi i0.4b(b0.4b(b为基础宽度为基础宽度) )。还需考虑下述条件：。还需考虑下述条件： A A、地质剖面图中的不同土层，应为分层面。、地质剖面图中的不同土层，应为分层面。 B B、地下水位，应为分层面。、地
37、下水位，应为分层面。 C C、基底附近附加应力变化大，分层厚度应小些、基底附近附加应力变化大，分层厚度应小些, ,使使各计算分层的各计算分层的附加应力分布可视为直线附加应力分布可视为直线。3)3)计算基底中心点下各分层面上土的计算基底中心点下各分层面上土的附加应力和自重应力附加应力和自重应力, ,并绘制并绘制自重自重应力和附加应力分布曲线应力和附加应力分布曲线。4)4)确定地基沉降计算深度确定地基沉降计算深度ZnZn( (地基压缩层厚度地基压缩层厚度) )5)5)计算各分层土的计算各分层土的平均自重应力和平均附加应力平均自重应力和平均附加应力。6)6)计算计算各层压缩量各层压缩量。7)7)计算
38、地基的计算地基的最终沉降量最终沉降量。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(5/23)(5/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.地基沉降计算深度的下限地基沉降计算深度的下限：地基土的压缩性随着深度的增大而降低，局部荷载引起的附加应力又随地基土的压缩性随着深度的增大而降低，局部荷载引起的附加应力又随深度的增大而减少，所以超过一定深度的土，其变形对沉降量的贡献小深度的增大而减少，所以超过
39、一定深度的土，其变形对沉降量的贡献小到可忽略不计。沉降时应考虑其土体变形的深度范围内的土层称为地基到可忽略不计。沉降时应考虑其土体变形的深度范围内的土层称为地基压缩层，该深度称为压缩层，该深度称为地基沉降计算深度（地基压缩层厚度）地基沉降计算深度（地基压缩层厚度）。一般情况：一般情况：取地基附加应力等于自重应力的取地基附加应力等于自重应力的20%20%处，即处，即z z=20%=20%c c ；特殊情况：特殊情况：如在该深度以下如如在该深度以下如有高压缩性土有高压缩性土，则应继续向下计算至，则应继续向下计算至z z=10%=10%c c 处；在沉降计算深度范围内处；在沉降计算深度范围内存在基岩
40、存在基岩时，时，ZnZn可取至基岩表面可取至基岩表面为止。为止。这种确定沉降计算深度的传统方法称为这种确定沉降计算深度的传统方法称为应力比法应力比法。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(6/23)(6/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.孔隙比孔隙比e e的确定的确定 4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(7/23)(7/23)Evaluation only.Cre
41、ated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.例例4.14.1柱荷载柱荷载F=851.2kN,F=851.2kN,基础埋深基础埋深d= 0.8md= 0.8m，基础底面尺寸子，基础底面尺寸子 ; ;地基土层如图地基土层如图4.154.15及表及表4.24.2所示，试用分层总和法计算基础沉所示，试用分层总和法计算基础沉降量。降量。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(8/23)(8/23)Evaluation only.Created w
42、ith Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.求解思路：求解思路：1)1)地基分层地基分层: :每层厚度按每层厚度按h0. 4b=0. 8mh0. 4b=0. 8m，但地下水位处、土层分界面处单独划分，但地下水位处、土层分界面处单独划分2) 2) 计算地基竖向自重应力，绘制自重应力沿深度的分布曲线计算地基竖向自重应力，绘制自重应力沿深度的分布曲线3)3)计算地基竖向附加应力，绘制附加应力沿深度的分布曲线计算地基竖向附加应力，绘制附加应力沿深度的分布曲线4)4)确定
43、地基计算深度确定地基计算深度 5)5)计算地基分层自重应力平均值计算地基分层自重应力平均值 和附加应力平均值和附加应力平均值 ，由，由 查表（或曲线图）查表（或曲线图） 分别确定分别确定 6)6)计算地基各分层沉降量并汇总求得基础中点总沉降量计算地基各分层沉降量并汇总求得基础中点总沉降量。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Created with Aspose.Slide
44、s for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v提示提示: :(1)(1)分层分层: :每层厚度按每层厚度按 ，但地下水位处、土层分界面，但地下水位处、土层分界面处单独划分；处单独划分；(2)(2)计算地基竖向自重应力计算地基竖向自重应力 及地基竖向附加应力及地基竖向附加
45、应力 ；注意：注意：查附加应力系数查附加应力系数 时注意时注意 的取值。的取值。(3) (3) 计算各地基分层自重应力平均值和附加应力平均值；计算各地基分层自重应力平均值和附加应力平均值；(4)(4)确定地基沉降计算深度式确定地基沉降计算深度式 ；按；按(5)(5)计算地基各分层沉降量并汇总。计算地基各分层沉降量并汇总。注：注： 式中：式中： 由由 曲线据曲线据 查出。查出。具体过程请同学们自已课后对照教材认真消化。具体过程请同学们自已课后对照教材认真消化。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(9/23)(9/23)Evaluation only.Created with As
46、pose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.讨论讨论: :（1 1）压缩性指标由侧限压缩试验得到）压缩性指标由侧限压缩试验得到, ,试样只发生竖向变形试样只发生竖向变形, ,而实际土体无侧向约束或认为比试验侧向约束小得多而实际土体无侧向约束或认为比试验侧向约束小得多, ,故计算故计算结果比实际要结果比实际要偏小偏小. .（2 2）由于同一深度处）由于同一深度处, ,基础中心点下的附加应力最大基础中心点下的附加应力最大, ,向两边向两边逐渐减小逐渐减小, ,故采用中心点计算沉
47、降量比实际要故采用中心点计算沉降量比实际要偏大偏大. .（3 3）引入基底附加压力来计算附加应力）引入基底附加压力来计算附加应力 , ,而而即认为净增的基底压力是引起地基土变形的原因即认为净增的基底压力是引起地基土变形的原因, ,而地基土在而地基土在开挖基坑后没有回弹开挖基坑后没有回弹, ,实际上这是一种极端的情况实际上这是一种极端的情况. .故计算结果故计算结果比实际比实际偏大偏大. .4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(10/23)(10/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client P
48、rofile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.规范法规范法（建筑地基基础设计规范（建筑地基基础设计规范（GB50007-2002GB50007-2002） 简化并经修正的分层总和法简化并经修正的分层总和法 与传统的分层总和法不同之处：与传统的分层总和法不同之处：1.不按不按0.4b分层分层,基本上每天然土层就当作一层来计算基本上每天然土层就当作一层来计算,省去了分省去了分层总和法中土层细分的麻烦层总和法中土层细分的麻烦.2.采用采用平均附加应力系数平均附加应力系数,使烦琐的计算表格化使烦琐的计算表格化,简单化简单化.3.规定了规定了地基沉降
49、计算深度地基沉降计算深度的标准，考虑了基础大小这一因素，的标准，考虑了基础大小这一因素，比应力比法更为合理；比应力比法更为合理；4.提出了地基的提出了地基的沉降计算经验系数沉降计算经验系数，使得计算结果接近于实测值。，使得计算结果接近于实测值。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(11/23)(11/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.规范法推导规范法推导( (应力面积法应力面积法)
50、:):计计算算原原理理而应力面积而应力面积4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(12/23)(12/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.为便于计算，引入平均附加应力系数为便于计算，引入平均附加应力系数 平均平均附加应力系数，按附加应力系数，按l/bl/b、z/bz/b查表。计算点不在角点查表。计算点不在角点时需采用角点法计算时需采用角点法计算. .4.2 4.2 地基最终沉降量计算地
51、基最终沉降量计算(13/23)(13/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.为了提高计算准确度，规范规定需将计算沉降量乘以为了提高计算准确度，规范规定需将计算沉降量乘以经验系数经验系数, ,则：则：表中：表中： 系沉降计算深系沉降计算深度范围内度范围内压缩模量的当量压缩模量的当量值。值。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(14/23)(14/23)Evaluation only.Cr
52、eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.地基沉降计算深度地基沉降计算深度( (压缩层厚度压缩层厚度) )：应满足：应满足：在计算深度在计算深度 范围内范围内,第第 层土的计算沉降值层土的计算沉降值在计算深度在计算深度 处向处向上上取厚度为取厚度为 土层的计算沉降值。土层的计算沉降值。当当无相邻荷载影响无相邻荷载影响,基础宽度在基础宽度在130m范围内：范围内：当沉降计算深度范围内存在基岩时当沉降计算深度范围内存在基岩时,可取至基岩表面为止可取至
53、基岩表面为止.查表查表P84表表4.6变形比法变形比法4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(15/23)(15/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.计算方法及步骤计算方法及步骤 1) 1) 按比例尺绘出地基剖面图和基础剖面图。按比例尺绘出地基剖面图和基础剖面图。 2) 2) 计算基底的附加应力。计算基底的附加应力。 3) 3) 列表计算分层的压缩量列表计算分层的压缩量 4) 4) 确
54、定地基压缩层厚度。确定地基压缩层厚度。 5) 5) 计算计算 , ,查表确定经验修正系数查表确定经验修正系数 6) 6) 计算最终沉降量。计算最终沉降量。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(16/23)(16/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v 例题例题4.24.2柱荷载柱荷载F=1190kN,F=1190kN,基础埋深基础埋深d=1.5m,d=1.5m,基础底面尺寸基础底面尺
55、寸4m4m2m2m，地基土层如图，地基土层如图4.174.17，试用规范方法求该基础的最终试用规范方法求该基础的最终沉降量。沉降量。提示提示: :1 1、平均附加应力系数平均附加应力系数 按按l/bl/b、z/b z/b 查表查表(P83(P83表表4.5)4.5)。计。计算点不在角点时需采用角点法计算点不在角点时需采用角点法计算算. l/b. l/b、z/bz/b值居于表中数值之值居于表中数值之间时按间时按线性插值。线性插值。2 2、分层、分层时以自然分层为主要参时以自然分层为主要参考考; ;3 3、据、据P82P82表表4.44.4查查沉降计算经验沉降计算经验系数系数; ;4 4、计算深度
56、计算深度先按先按 初步确定，最后再按下式复核初步确定，最后再按下式复核: :复核时复核时 按按P84P84表表4.64.6确定确定. .4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(17/23)(17/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0
57、.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(18/23)(18/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v三、地基沉降计算中的有关问题三、地基沉降计算中的有关问题1.1.分层总和法在计算中假定分层总和法在计算中假定不符合实际情况不符合实际情况 假定地基无侧向变形假定地基无侧向变形 计算结果偏小计算结果偏小 计算采用基础中心
58、点下土的附加应力和沉降计算采用基础中心点下土的附加应力和沉降 计算结果偏大计算结果偏大 两者在一定程度上相互抵消误差，但精确误差难以估计两者在一定程度上相互抵消误差，但精确误差难以估计2.2.分分层层总总和和法法中中附附加加应应力力计计算算应应考考虑虑土土体体在在自自重重作作用用下下的的固固结结程程度度，未未完全固结的土应考虑由于固结引起的沉降量完全固结的土应考虑由于固结引起的沉降量 相相邻邻荷荷载载对对沉沉降降量量有有较较大大的的影影响响，在在附附加加应应力力计计算算中中应应考考虑虑相相邻邻荷荷载载的作用的作用3.3.当当建建筑筑物物基基础础埋埋置置较较深深时时，应应考考虑虑开开挖挖基基坑坑
59、时时地地基基土土的的回回弹弹，建建筑筑物物施工时又产生地基土再压缩的情况施工时又产生地基土再压缩的情况4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(19/23)(19/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.瞬时沉降瞬时沉降主固结沉降主固结沉降次固结沉降次固结沉降粘性土地基最终沉降的组成粘性土地基最终沉降的组成 在荷载作用下，粘性地基沉降随时间的变化，经历着在荷载作用下，粘性地基沉降随时间的变化
60、，经历着三个不同的发展阶段，也即：总沉降量三个不同的发展阶段，也即：总沉降量s s由三部分组成：由三部分组成：4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(20/23)(20/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.瞬时沉降瞬时沉降(1)(1)瞬时沉降指在加荷瞬间土孔隙中水来不及排出瞬时沉降指在加荷瞬间土孔隙中水来不及排出 , ,孔隙体积尚未孔隙体积尚未变化变化, ,地基土在荷载作用下地基土在荷
61、载作用下仅发生剪切变形时仅发生剪切变形时的地基沉降的地基沉降. .(2)(2)瞬时沉降瞬时沉降一般不予考虑一般不予考虑. .(3)(3)对于控制要求较高的建筑物，瞬时沉降可用对于控制要求较高的建筑物，瞬时沉降可用弹性理论弹性理论估算。对估算。对于饱和粘土在局部均布荷载作用下，地基地瞬时沉降可用下式计算于饱和粘土在局部均布荷载作用下，地基地瞬时沉降可用下式计算. .式中式中: : 为沉降影响系数为沉降影响系数(P86(P86表表4.8); 4.8); 为平均压力为平均压力. .4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(21/23)(21/23)Evaluation only.Crea
62、ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.主固结与主固结沉降主固结与主固结沉降 在荷载作用下饱和土体中孔隙水的排除导致土体体积随时在荷载作用下饱和土体中孔隙水的排除导致土体体积随时间逐渐减小，有效应力逐渐增加，这一过程称为间逐渐减小，有效应力逐渐增加，这一过程称为主固结主固结。 随着时间的增加，超静孔隙水应力逐渐消散，有效应力逐随着时间的增加，超静孔隙水应力逐渐消散，有效应力逐渐增加并最终达到一个稳定值，此时渐增加并最终达到一个稳定值，此时超静孔隙水
63、应力消散为超静孔隙水应力消散为零，主固结沉降完成零，主固结沉降完成，这一过程所产生的沉降为，这一过程所产生的沉降为主固结沉降，主固结沉降，通常采用通常采用分层总和法分层总和法进行计算。进行计算。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(22/23)(22/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.次固结沉降次固结沉降 土体在主固结沉降完成之后土体在主固结沉降完成之后有效应力增长不变的情况下还有
64、效应力增长不变的情况下还会随时间的增长进一步产生沉降会随时间的增长进一步产生沉降，称为，称为次固结沉降次固结沉降。可由下式计。可由下式计算：算：式中：式中： - -第第 分层土的次固结系数，由试验确定；分层土的次固结系数，由试验确定；根据许多试验研究，根据许多试验研究， 值主要取决于土的天然含水量，近似计算值主要取决于土的天然含水量，近似计算时可取时可取 - -所求次固结沉降的时间，所求次固结沉降的时间， - -相当于主固结度为相当于主固结度为100%100%的时间。的时间。 次固结沉降对某些土次固结沉降对某些土如软粘土如软粘土是比较重要的，对于是比较重要的，对于坚硬土或坚硬土或超固结土超固结
65、土，这一分量相对较小。，这一分量相对较小。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(23/23)(23/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.5.45.4 应力历史对地基沉降的影响应力历史对地基沉降的影响（1/141/14）天然土层的应力历史天然土层的应力历史 应力历史应力历史是指土在形成的地质年代中经受应力变化的情况。粘性是指土在形成的地质年代中经受应力变化的情况。粘性土在形成及存在过程
66、中所经受的地质作用和应力变化不同，所产生的土在形成及存在过程中所经受的地质作用和应力变化不同，所产生的压密过程及固结状态亦不同。压密过程及固结状态亦不同。 回弹曲线与原来的压缩曲线并不重合，说明：回弹曲线与原来的压缩曲线并不重合，说明：土的压缩变形土的压缩变形是由是由可以恢复的弹性变形和不可恢复的塑性变形两部分组成的，并以塑性可以恢复的弹性变形和不可恢复的塑性变形两部分组成的，并以塑性变形为主；变形为主；同一压力强度可以有不同的孔隙比同一压力强度可以有不同的孔隙比，其数值取决于土样过，其数值取决于土样过去曾经受到过的压力情况。去曾经受到过的压力情况。土的回弹和再压缩曲线土的回弹和再压缩曲线Ev
67、aluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.基本概念基本概念 PC：先先(前前)期固结压力期固结压力,指土层在过去历史上曾经受过的最指土层在过去历史上曾经受过的最大固结压力。大固结压力。 P1：目前土层所承受的上覆土重目前土层所承受的上覆土重。 OCR: 超固结比超固结比,指土的先期固结压力与目前土层自重应力指土的先期固结压力与目前土层自重应力的比值。的比值。5.45.4 应力历史对地基沉降的影响应力历史对地基沉降的
68、影响（2/142/14）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 正常固结正常固结 超固结超固结 欠固结欠固结天然土层三种不同状态下天然土层三种不同状态下 （1 1）超固结状态：超固结状态： 。其可能由于地面上升或河流冲刷将其上。其可能由于地面上升或河流冲刷将其上部的一部分土体剥蚀掉，或古冰川下的土层曾经受过冰荷载部的一部分土体剥蚀掉，或古冰川下的土层曾经受过冰荷载( (荷载强度为荷载强度为 ) )的压缩，后
69、由于气候转暖、冰川融化以致使上覆压力减小等的压缩，后由于气候转暖、冰川融化以致使上覆压力减小等; ;（2 2）正常固结状态：正常固结状态： 。指的是土层在历史上最大固结压力作。指的是土层在历史上最大固结压力作用下压缩稳定，但沉积后土层厚度无大变化，以后也没有受到过其它荷载的用下压缩稳定，但沉积后土层厚度无大变化，以后也没有受到过其它荷载的继续作用的情况。继续作用的情况。（3 3）欠固结状态：欠固结状态：土层历史上曾在土层历史上曾在 作用下压缩稳定作用下压缩稳定, ,固结完成固结完成, ,以后由于以后由于某种原因使土层继续沉积或加载，形成目前大于某种原因使土层继续沉积或加载，形成目前大于 的自重
70、压力，如新填土，的自重压力，如新填土，因时间不长，因时间不长， 作用下的压缩固结状态还未完成，还在继续压缩中，因此作用下的压缩固结状态还未完成，还在继续压缩中，因此这种固结状态的土层为欠固结。这种固结状态的土层为欠固结。 5.45.4 应力历史对地基沉降的影响应力历史对地基沉降的影响（3/143/14）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.注：注：1.1.正常固结、超固结、欠固结这三种状态不是固定不变正常固
71、结、超固结、欠固结这三种状态不是固定不变的，随着外界条件的变化可以从一种状态转化成另一种的，随着外界条件的变化可以从一种状态转化成另一种状态。状态。2. OCR2. OCR愈大，土的固结度愈高，压缩性愈小。愈大，土的固结度愈高，压缩性愈小。5.45.4 应力历史对地基沉降的影响应力历史对地基沉降的影响（4/144/14）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.确定先期固结压力的卡萨格兰德法：确定先期固结压力的
72、卡萨格兰德法：1、求转折点、求转折点A(曲率半曲率半径最小点径最小点)2、过、过A过过切线切线A2，水水平线平线A1及角及角1A2的的角角平分线平分线A3，延长，延长e-lgp的曲线后段直线部分的曲线后段直线部分与与A3交于交于点点，则对，则对应的压力应的压力PC5.45.4 应力历史对地基沉降的影响应力历史对地基沉降的影响（5/145/14）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.考虑应力历史影响的地基最终
73、沉降计算考虑应力历史影响的地基最终沉降计算 由于应力历史对粘土的压缩性具有较大的影响，而钻探取样获得由于应力历史对粘土的压缩性具有较大的影响，而钻探取样获得土样经过扰动或应力释放，在实验室内得到的压缩曲线已经不能代表土样经过扰动或应力释放，在实验室内得到的压缩曲线已经不能代表地基中现场压缩曲线，所以压缩曲线的起始段实际上是地基中现场压缩曲线，所以压缩曲线的起始段实际上是一条再压缩曲一条再压缩曲线线。因此必须对室内固结试验所得的压缩曲线进行修正，得到符合原。因此必须对室内固结试验所得的压缩曲线进行修正，得到符合原位土体压缩性的位土体压缩性的现场压缩曲线现场压缩曲线，由此计算得到的地基沉降才会更符
74、合，由此计算得到的地基沉降才会更符合实际。实际。 将室内压缩曲线修正后得到现场将室内压缩曲线修正后得到现场( (原始原始) ) 压缩曲线，并可确定土压缩曲线，并可确定土的压缩性指标。的压缩性指标。只要在地基沉降计算通常采用的分层总和法中，将土只要在地基沉降计算通常采用的分层总和法中，将土的压缩性指标改从原始压缩曲线确定，就可考虑应力历史对地基沉降的压缩性指标改从原始压缩曲线确定，就可考虑应力历史对地基沉降的影响。的影响。 5.45.4 应力历史对地基沉降的影响应力历史对地基沉降的影响（6/146/14）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for
75、 .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.(1)(1)正常固结土正常固结土 的沉降量计算的沉降量计算v其原始压缩曲线如左图所示其原始压缩曲线如左图所示一条直线，作法一条直线，作法: :v(1)(1)作室内作室内 曲线，确曲线，确定定 ; ;v(2)(2)作作 线，与线，与 交于交于b b点点; ;v(3)(3)作作 线得线得c c点，连点，连bcbc即为原始压缩曲线即为原始压缩曲线; ;v(4)(4)由由bcbc线斜率得压缩指数线斜率得压缩指数 5.45.4 应力历史对地基沉降的影响应力历史对地基沉降
76、的影响（7/147/14）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.确定后，则由分层总和法，有：确定后，则由分层总和法，有：5.45.4 应力历史对地基沉降的影响应力历史对地基沉降的影响（8/148/14）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspos
77、e Pty Ltd. (2)(2)超固结土的沉降计算超固结土的沉降计算 计算超固结土的沉降时，由原始压缩曲计算超固结土的沉降时，由原始压缩曲线和原始再压缩曲线分别确定土的压缩线和原始再压缩曲线分别确定土的压缩指数指数 和回弹指数和回弹指数 。v如右图示如右图示, ,原始压缩曲线作法原始压缩曲线作法: :v(1)(1)作作 及及 线线; ;v(2)(2)作回弹作回弹- -再压缩曲线再压缩曲线( (从从 卸荷至卸荷至 ););v(3)(3)作作 线与线与 交于交于b b1 1点点; ;v(4)(4)作作b b1 1b/fgb/fg，由，由fgfg线斜率得回弹指数线斜率得回弹指数 ; ;v(5)(5
78、)作作 线得线得c;c;v(6)(6)连连bcbc线即为原始压缩曲线，其直线线即为原始压缩曲线，其直线段斜率为压缩指数段斜率为压缩指数 。5.45.4 应力历史对地基沉降的影响应力历史对地基沉降的影响（9/149/14）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 超固结状态的土超固结状态的土其原始的其原始的elgp曲线由两条斜率曲线由两条斜率 不同的直线构成（压缩指数分别为不同的直线构成（压缩指数分别为Ce和和
79、 Cc ） 针对针对压力增量的大小不同压力增量的大小不同分为两种情况分为两种情况: p:外荷引起的附加应力外荷引起的附加应力 pc:前期固结应力前期固结应力 p1:现有固结应力现有固结应力5.45.4 应力历史对地基沉降的影响应力历史对地基沉降的影响（10/1410/14）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.此时超固结土的此时超固结土的现场压缩曲线为两条直线现场压缩曲线为两条直线. .超固结土后来受到外荷
80、引起的附加应力超固结土后来受到外荷引起的附加应力pp时，开始时它将沿着时，开始时它将沿着现现场再压缩曲线场再压缩曲线压缩。同时由于压缩。同时由于p p 较大，超过较大，超过(p(pc cp p1 1) )，它还会沿，它还会沿现场压缩曲线现场压缩曲线压缩。压缩。5.45.4 应力历史对地基沉降的影响应力历史对地基沉降的影响（11/1411/14）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.此时超固结土的此时超固结土
81、的现场压缩曲线亦为两条直线现场压缩曲线亦为两条直线, ,由于由于p p 较小，小较小，小于于(p(pc cp p1 1) )，分层土的孔隙比，分层土的孔隙比ee只会沿着只会沿着再压缩曲线再压缩曲线发生发生5.45.4 应力历史对地基沉降的影响应力历史对地基沉降的影响（12/1412/14）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.(3)(3)欠固结土欠固结土 的沉降计的沉降计算算 欠固结土的沉降不仅仅包括受附加
82、应力所引起欠固结土的沉降不仅仅包括受附加应力所引起的沉降，而且还包括地基土在自重作用下尚未固结的沉降，而且还包括地基土在自重作用下尚未固结的那部分沉降；因此对于欠固结土来说，即使没有的那部分沉降；因此对于欠固结土来说，即使没有外荷载作用，该土层仍然会产生压缩量外荷载作用，该土层仍然会产生压缩量. . 5.45.4 应力历史对地基沉降的影响应力历史对地基沉降的影响（13/1413/14）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose
83、Pty Ltd.欠固结状态的土欠固结状态的土在土的自重作用下，压缩尚未稳定，只能在土的自重作用下，压缩尚未稳定，只能近似地按正近似地按正常固结土的方法，求现场原始压缩曲线。常固结土的方法，求现场原始压缩曲线。其原始压缩曲线计算如左图其原始压缩曲线计算如左图示（压缩指数为示（压缩指数为Cc Cc ），其固结沉降应包括两部分），其固结沉降应包括两部分:由于地基附加应由于地基附加应力所引起的沉降力所引起的沉降;由土的自重应力作用还将继续进行的沉降由土的自重应力作用还将继续进行的沉降; ;式中式中: : p pcici 为第为第i i层土的实际有效层土的实际有效应力，小于土的自重应力应力，小于土的自重
84、应力p p1i1i 。 5.45.4 应力历史对地基沉降的影响应力历史对地基沉降的影响（14/1414/14）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(1/24)(1/24) 土体在外荷作用下的压缩过程与时间有关土体在外荷作用下的压缩过程与时间有关. .工程应用工程应用: :工程设计中工程设计中, ,我们不但需要预估建筑物基础可能发生的最终沉我们不但需要
85、预估建筑物基础可能发生的最终沉降量，而且还常常需要预估建筑物基础达到某一沉降量所需的降量，而且还常常需要预估建筑物基础达到某一沉降量所需的时间或者预估建筑物完工后经过一段时间可能产生的沉降量时间或者预估建筑物完工后经过一段时间可能产生的沉降量, ,以以便控制施工速度或考虑建筑物正常使用的安全措施便控制施工速度或考虑建筑物正常使用的安全措施( (如考虑建筑如考虑建筑物各有关部分之间的预留净空或连接方法物各有关部分之间的预留净空或连接方法); ); 采用堆载预压等方法采用堆载预压等方法处理地基处理地基时，也需要考虑地基变形与时时，也需要考虑地基变形与时间的关系。间的关系。Evaluation on
86、ly.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 饱和土的渗透固结饱和土的渗透固结渗透固结渗透固结: :饱和粘土在压力作用下饱和粘土在压力作用下, ,孔隙水将随时间的迁延而逐孔隙水将随时间的迁延而逐渐被排出渐被排出, ,同时孔隙体积液随之减小的过程同时孔隙体积液随之减小的过程. .饱和土的渗透固结饱和土的渗透固结也就是孔隙水压也就是孔隙水压力逐渐消散和有效应力相应增长的力逐渐消散和有效应力相应增长的过程过程. .或者说是孔隙水应力逐渐转化或者
87、说是孔隙水应力逐渐转化为附加有效应力的过程为附加有效应力的过程. .在转化的过在转化的过程中，任一时刻任一深度上的应力程中，任一时刻任一深度上的应力始终遵循始终遵循有效应力原理有效应力原理. .水水, ,弹簧弹簧, ,活活塞各代表什塞各代表什么么? ?4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(2/24)(2/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 土的固结过程的两种特性：土的固结过程的
88、两种特性：.随着土中水的排出，土体孔隙比减小，土体产生压缩，体积随着土中水的排出，土体孔隙比减小，土体产生压缩，体积变小；变小；.随着超静孔隙水压力的消散，有效应力逐渐增大，土体的抗随着超静孔隙水压力的消散，有效应力逐渐增大，土体的抗剪强度得到提高。剪强度得到提高。 求解地基沉降与时间关系的问题，实际上就变成求解在附加求解地基沉降与时间关系的问题，实际上就变成求解在附加应力作用，地基中各点的超孔隙水应力随时间变化的问题应力作用，地基中各点的超孔隙水应力随时间变化的问题. 工程中常应用固结过程的这两种特性，通过工程中常应用固结过程的这两种特性，通过排水固结法排水固结法对软对软粘土地基进行改良，达
89、到减小工后沉降、提高地基承载力的目粘土地基进行改良，达到减小工后沉降、提高地基承载力的目的的。4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(3/24)(3/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.太沙基一维太沙基一维( (即单向即单向) )固结理论固结理论v为了求得饱和土层在渗透固结过程中某一时间的变形，通为了求得饱和土层在渗透固结过程中某一时间的变形，通常采用太沙基常采用太沙基(Karl
90、Terzaghi )(Karl Terzaghi )提出的提出的一维固结理论一维固结理论进行进行计算；计算；v适用条件适用条件: :荷载面积远大于压缩土层厚度荷载面积远大于压缩土层厚度, ,地基中孔隙水主地基中孔隙水主要沿竖向渗流。要沿竖向渗流。v堤坝及其地基：堤坝及其地基：二维固结二维固结v高层建筑：高层建筑：三维固结三维固结4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(4/24)(4/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2
91、011 Aspose Pty Ltd.一维固结微分方程一维固结微分方程在可压缩层厚度为在可压缩层厚度为H的饱和土层上面施加的饱和土层上面施加无限均布荷载无限均布荷载p，土中，土中附加应力沿深度均匀分布，土层只在竖直方向发生渗透和变形附加应力沿深度均匀分布，土层只在竖直方向发生渗透和变形v基本假定基本假定: :1.1.土层是均质的、完全饱和的土层是均质的、完全饱和的; ;2.2.土的压缩完全由孔隙体积减小引起，土颗粒和水不可压缩土的压缩完全由孔隙体积减小引起，土颗粒和水不可压缩; ;3.3.土的压缩和排水仅在竖直方向发生土的压缩和排水仅在竖直方向发生; ;4.4.土中水的渗流服从达西定律土中水的
92、渗流服从达西定律; ;5.5.在渗透固结过程中，土的渗透系数在渗透固结过程中，土的渗透系数k和压缩系数和压缩系数a视为常数视为常数; ;6.6.外荷一次性施加外荷一次性施加. .4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(5/24)(5/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v设厚度为设厚度为 的饱和粘土层，顶面是透水层，底面是不透水和不可的饱和粘土层，顶面是透水层，底面是不透水和不可压
93、缩层，假设该压缩层，假设该饱和土层在自重应力作用下的固结已经完成饱和土层在自重应力作用下的固结已经完成，现，现在顶面受到一次骤然施加的无限均布荷载在顶面受到一次骤然施加的无限均布荷载 作用。由于土层厚作用。由于土层厚度远小于荷载面积，故土中附加应力图形将近似地取作矩形分布，度远小于荷载面积，故土中附加应力图形将近似地取作矩形分布，即附加应力不随深度而变化。但是孔隙压力即附加应力不随深度而变化。但是孔隙压力 ( (另一方面也是有另一方面也是有效应力效应力 ) )却是坐标却是坐标z z和时间和时间t t的函数。即的函数。即 和和 分别写为分别写为 和和 。4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变
94、形与时间的关系(6/24)(6/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v现从饱和土层顶面下深度现从饱和土层顶面下深度z z处取一微单元体处取一微单元体11dz11dz来考虑来考虑: :v(1)(1)单元体的渗流条件单元体的渗流条件在在dtdt时间内，流经该单元体的水量变化为时间内，流经该单元体的水量变化为: :根据达西定律，可得单元体过水面积根据达西定律，可得单元体过水面积A=1x1A=1x1的流量的
95、流量q q为为: :代入上式得代入上式得: :4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(7/24)(7/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v(2)(2)单元体的变形条件单元体的变形条件在在dtdt时间内，单元体孔隙体积时间内，单元体孔隙体积VvVv随时间的变化率随时间的变化率( (减小减小) )为为: :考虑到微单元体土粒体积考虑到微单元体土粒体积 为不变的常数，而为不变的常数，而
96、: :再根据有效应力原理以及总应力再根据有效应力原理以及总应力 是常量的条件，则是常量的条件，则: :4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(8/24)(8/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v(3)(3)单元体的渗流连续条件单元体的渗流连续条件 根据连续条件，在根据连续条件，在dtdt时间内，该单元体内排出的水量时间内，该单元体内排出的水量( (水量的变水量的变化化) )应等于
97、单元体孔隙的压缩量应等于单元体孔隙的压缩量( (孔隙的变化率孔隙的变化率) )，即，即: : 上式即为饱和土的一维固结微分方程。上式即为饱和土的一维固结微分方程。 令令 得得式中式中: :cv土的固结系数，土的固结系数，m/ /年年其中：其中：k土的渗土的渗透系数，透系数，m/ /年年4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(9/24)(9/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v求解
98、分析求解分析固结微分方程固结微分方程nt=0，0zH 时，时，uz z n0t，z0时，时， u/ z=0n0t ，zH时，时，u0nt=，0zH时，时，u0 采用分离变量法，求得采用分离变量法，求得傅立叶级数解傅立叶级数解式中：式中：TV竖向固结时间因数竖向固结时间因数, ,无因次无因次nm正奇整数正奇整数1，3，5； nH待固结土层最长排水距离待固结土层最长排水距离(m)，单面排水土层取土层厚度，单面排水土层取土层厚度，双面排水土层取土层厚度一半双面排水土层取土层厚度一半4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(10/24)(10/24)Evaluation only.Cr
99、eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.地基固结度：地基固结度：地基固结过程中任一时刻地基固结过程中任一时刻t的固结沉降量的固结沉降量 与其与其最终固结沉降量最终固结沉降量 之比之比说明：说明： n在压缩应力、土层性质和排水条件等已定的情况下，在压缩应力、土层性质和排水条件等已定的情况下，U仅是时仅是时间间t的函数的函数n竖向排水情况，竖向排水情况，固结沉降与有效应力成正比，因此在某一时固结沉降与有效应力成正比，因此在某一时刻有效应力图面积和最
100、终有效应力图面积之比值即为刻有效应力图面积和最终有效应力图面积之比值即为竖向排竖向排水的平均固结度水的平均固结度UzUz4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(11/24)(11/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.n傅立叶级数解收敛很快，当傅立叶级数解收敛很快，当U 30%近似取第一项近似取第一项n土质相同而厚度不同的两层土，当压缩应力分布和排水条件土质相同而厚度不同的两层土，当
101、压缩应力分布和排水条件相同时，达到同一固结度时时间因素相等相同时，达到同一固结度时时间因素相等n结论：结论：对于同一地基情况，将单面排水改为双面排水，要达对于同一地基情况，将单面排水改为双面排水，要达到相同的固结度，所需历时应减少为原来的到相同的固结度，所需历时应减少为原来的1/4 即即:土质相同、厚度不同土层，荷载和排水条件相同时，土质相同、厚度不同土层，荷载和排水条件相同时，达到相同固结度所需时间之比等于排水距离平方之比达到相同固结度所需时间之比等于排水距离平方之比4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(12/24)(12/24)Evaluation only.Creat
102、ed with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v 显然，固结度显然，固结度U U是时间因数是时间因数T Tv v的函数，为了便于实用，可按的函数，为了便于实用，可按式式(4. 52)(4. 52)绘制各种绘制各种不同附加应力分布及排水条件下的不同附加应力分布及排水条件下的U Ut t与与T Tv v的关系曲线的关系曲线，如图，如图4. 304. 30所示。所示。4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(13/24)(13/24)Evalua
103、tion only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v系数系数 ：v情况情况0 0： ，应力图形为矩形。适用于土层在自重应力作用，应力图形为矩形。适用于土层在自重应力作用下固结，基础底面积较大而压缩层较薄的情况；下固结，基础底面积较大而压缩层较薄的情况；v情况情况1 1： ，应力图形为三角形。相当于大面积新填土层（饱，应力图形为三角形。相当于大面积新填土层（饱和时）由于本土层自重应力引起的固结，或者土层由于地下水大和时）由于本土层自
104、重应力引起的固结，或者土层由于地下水大幅度下降，在地下水变化范围内，自重应力随深度增加的情况；幅度下降，在地下水变化范围内，自重应力随深度增加的情况；v情况情况2 2： ，适用于土层在自重应力作用下尚未固结，又在其，适用于土层在自重应力作用下尚未固结，又在其上施加荷载；上施加荷载；v情况情况3 3： ，基底面积小，土层厚，土层底面附加应力已接近，基底面积小，土层厚，土层底面附加应力已接近0 0的情况；的情况；v情况情况4 4： ，土层厚度，土层厚度hb/2(bhb/2(b为基础宽度为基础宽度) )，附加应力随深度，附加应力随深度增加而减少增加而减少. .但深度但深度h h处的附加应力大于处的附
105、加应力大于0.0.4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(14/24)(14/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.有关沉降时间的工程问题有关沉降时间的工程问题F求某一时刻求某一时刻t t的固结度与沉降量的固结度与沉降量F求达到某一固结度所需要的时间求达到某一固结度所需要的时间F根据前一阶段测定的沉降时间曲根据前一阶段测定的沉降时间曲线，推算以后的沉降时间关系线，推算以后的沉降时间关
106、系4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(15/24)(15/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v 地基沉降与时间关系计算步骤如下地基沉降与时间关系计算步骤如下: :(1)(1)计算地基最终沉降量计算地基最终沉降量S S。按分层总和法或建筑地基基础设计规范。按分层总和法或建筑地基基础设计规范(GB (GB 50007-2002 )50007-2002 )法进行计算。法进行计算。(
107、2)(2)计算附加应力比值计算附加应力比值a.a.由地基附加应力计算，应用下列公式可得由地基附加应力计算，应用下列公式可得a a值。值。(3)(3)假定一系列地基平均固结度假定一系列地基平均固结度U Ut t。如。如U Ut t=10%,20%,40%,60%,80%,90%;=10%,20%,40%,60%,80%,90%;(4)(4)计算时间因子计算时间因子T Tv v，由假定的每一个平均固结度，由假定的每一个平均固结度U Ut t与与a a值，应用值，应用固结度与时间因固结度与时间因数的关系曲线数的关系曲线(P94P94图图4.30),4.30),查出纵坐标时间因子查出纵坐标时间因子T
108、Tv v; ;(5)(5)计算时间计算时间t.t.由地基土的性质指标和土层厚度，由公式由地基土的性质指标和土层厚度，由公式 计算每一计算每一U U0 0的的时间时间t to o(6)(6)计算时间计算时间t t的沉降量的沉降量S St t，由，由U Ut t=S=St t/S/S可得可得:S:St t=U=Ut tS S(7)(7)绘制绘制S St t-t-t关系曲线关系曲线. .以计算的以计算的S St t为纵坐标，时间为纵坐标，时间t t为横坐标，绘制为横坐标，绘制S St t -t -t曲线，曲线，则可求任意时间则可求任意时间t t1 1的沉降量的沉降量S S1 1。(例题详见教材例题详
109、见教材P95-96)4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(16/24)(16/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.固结系数确定方法固结系数确定方法F固结系数固结系数 C Cv v为反映固结速度的指标为反映固结速度的指标, C, Cv v 越越大，固结越快，大，固结越快，确定方法有四种：确定方法有四种： 直接计算法直接计算法 直接测量法直接测量法 时间平方根法时间平方根法经验方法经
110、验方法 时间对数法时间对数法经验方法经验方法n 固结方程：固结方程：4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(17/24)(17/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.直接计算法直接计算法Fk k与与a a均是变化的均是变化的FC Cv v在较大的应力范围内接近常数在较大的应力范围内接近常数F精度较低精度较低u 压缩试验压缩试验 a au 渗透试验渗透试验 k k4.4 4.4 地基变
111、形与时间的关系地基变形与时间的关系(18/24)(18/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.直接测量法直接测量法u 压缩试验压缩试验 S-t S-t曲线曲线u 因为因为 U Ut t=90% =90% T Tv v=0.848=0.848F由于次固结，由于次固结，S S不易确定不易确定F存在初始沉降，产生误差存在初始沉降，产生误差4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(19/24)
112、(19/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.SOS90AS60FU Ut t 60%60%时二线基本重合，时二线基本重合，之后逐渐分开之后逐渐分开F当当U Ut=90%t=90%时，时，时间平方根法时间平方根法 校正初始沉降误差校正初始沉降误差去除次固结影响去除次固结影响4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(20/24)(20/24)Evaluation only.Created
113、 with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.SOS90Au绘制压缩试验绘制压缩试验S-tS-t1/21/2 曲线曲线u做做近近似似直直线线段段的的延延长长线线交交S S轴轴于于S S0 0，即即为为主主固固结结的的起起点点，dSdS为的初始压缩量为的初始压缩量u从从S S0 0作作直直线线S S0 0A A，其其横横坐坐标标为直线为直线的的1.151.15倍倍u直直线线S S0 0A A与与试试验验曲曲线线之之交交点点A A所对应的所对应的t t值为值为t
114、t9090dSS0时间平方根法时间平方根法4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(21/24)(21/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.自学自学:时间对数法时间对数法双曲线法双曲线法教材教材:P98-99 4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(22/24)(22/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for
115、 .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v三、例题分析三、例题分析n【例】厚度厚度H= =10m粘土层，上覆透水层，下卧不透水层，粘土层，上覆透水层，下卧不透水层，其压缩应力如下图所示。粘土层的初始孔隙比其压缩应力如下图所示。粘土层的初始孔隙比e1= =0.8，压压缩系数缩系数a= =0.00025kPa-1，渗透系数渗透系数k= =0.02m/ /年。试求：年。试求： 加荷一年后的沉降量加荷一年后的沉降量St 地基固结度达地基固结度达Uz= =0.75时所需要的历时时所需要的历时t 若将此粘土层下
116、部改为透水层，则若将此粘土层下部改为透水层，则Uz= =0.75时所需历时时所需历时t157kPa235kPaHp粘土层粘土层不透水层不透水层4.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(23/24)(23/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v【解答】解答】n1.当当t=1年的沉降量年的沉降量 地基最终沉降量地基最终沉降量固结系数固结系数时间因素时间因素查图表得到查图表得到Ut= =0
117、.45加荷一年的沉降量加荷一年的沉降量n2.当当Uz=0.75所需的历时所需的历时t 由由Uz=0.75，a1.5查图得查图得到到Tv0.47n3.双面排水时，双面排水时，Uz=0.75所需历时所需历时 由由Uz=0.75, ,a1, ,H=5m查查图得到图得到Tv0.494.4 4.4 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系(24/24)(24/24)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.5.4 5.4
118、 建筑物沉降观测与地基容许变形值建筑物沉降观测与地基容许变形值（1/31/3）v一、建筑物沉降观测一、建筑物沉降观测n反映地基的实际变形以及地基变形对建筑物的影响程度反映地基的实际变形以及地基变形对建筑物的影响程度n根根据据沉沉降降观观测测资资料料验验证证地地基基设设计计方方案案的的正正确确性性，地地基基事事故故的处理方式以及检查施工的质量的处理方式以及检查施工的质量n沉沉降降计计算算值值与与实实测测值值的的比比较较，判判断断现现行行沉沉降降计计算算方方法法的的准准确性，并发展新的更符合实际的沉降计算方法确性，并发展新的更符合实际的沉降计算方法n观测工作主要内容观测工作主要内容n1.1.收集资
119、料和编写计划收集资料和编写计划n2.2.水准基点设置水准基点设置n3.3.观测点的设置观测点的设置n4.4.水准测量水准测量n5.5.观测资料的整理观测资料的整理Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v二、地基的容许变形值二、地基的容许变形值地基变形按其变形特征划分地基变形按其变形特征划分n1.1.沉降量沉降量一般指基础中点的沉降量一般指基础中点的沉降量n2.2.沉降差沉降差相邻两基础的沉降量之差相邻两基础
120、的沉降量之差n3.3.倾斜倾斜基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比n4.4.局局部部倾倾斜斜承承重重砌砌体体沿沿纵纵墙墙610m内内基基础础两两点点的的沉沉降降差差与与其其距离之比距离之比5.4 建筑物沉降观测与地基容许变形值建筑物沉降观测与地基容许变形值（2/3）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.地基容许变形值的确定方法地基容许变形值的确定方法1.1.理论分析方
121、法理论分析方法 实质是进行结构与地基相互作用分析，计算上部结构中由于地实质是进行结构与地基相互作用分析，计算上部结构中由于地基差异沉降可能引起的次应力或拉应力，然后在保证其不超过结基差异沉降可能引起的次应力或拉应力，然后在保证其不超过结构承受能力的前提下，综合考虑其它方面的要求，确定地基容许构承受能力的前提下，综合考虑其它方面的要求，确定地基容许变形值变形值2.2.经验统计法经验统计法 对对大大量量的的各各类类已已建建筑筑物物进进行行沉沉降降观观测测和和使使用用状状况况的的调调查查，然然后后结结合合地地基基地地质质类类型型，加加以以归归纳纳整整理理，提提出出各各种种容容许许变变形形值值，建建筑
122、筑地基基础设计规范列出不同形式建筑物容许变形值。地基基础设计规范列出不同形式建筑物容许变形值。5.4 建筑物沉降观测与地基容许变形值建筑物沉降观测与地基容许变形值（3/3）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v作业作业4 4 P97-98：1、2、3、5、6、7Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
