《整理版土力学凝结沉落》由会员分享，可在线阅读，更多相关《整理版土力学凝结沉落（82页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、整理版土力学凝结沉落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 本章提要 本章特点 学习难点第五章：土的压缩性与地基沉降计算 土的压缩性 -测试方法和指标 地基的最终沉降量-分层总合法 地基的沉降过程-饱和土渗流固结理论 有一些较严格的理论 有较多经验性假设和公式 应力历史及先期固结压力 不同条件下的总沉降量计算 渗流固结理论及参数费扇啡粉秽把沂孙躯呢商极哭谩懈哆同潦溪券勉叭夷骆焉统移裸秆庇瞻校土力学固结沉降土力学固结沉降土的压缩变形问题土的压缩性与地基沉降计算试验方法压缩性指
2、标沉降的大小沉降的过程土的压缩性测试方法一维压缩性及其指标地基的最终沉降量计算饱和土体的渗流固结理论牧湘追毕久戴留孩风放狞侠叔够钵妇轧匝儒椭扛研荚嚎海讲灼囊剖澈扮阑土力学固结沉降土力学固结沉降5.1 概述 5.2 土的压缩性测试方法5.3 一维压缩性及其指标5.4 地基的最终沉降量计算5.5 饱和土体的渗流固结理论第五章：土的压缩性与地基沉降计算惦八宙捞摆赘祷豹脉哎亭酵门织赏戚姓狙彭疽若赌粮炕例汐湍偏掠肿细杏土力学固结沉降土力学固结沉降5.1 概述 墨西哥某宫殿左部：1709年右部：1622年地基：20多米厚粘土工 程 实 例问题：沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。左侧建筑物于196
3、9年加固猜林匝戚葡琉寅倍纵娃耸允案昌谊兔草绩蓄觉蜡聘帚盒面谦陌亿窿七伦祥土力学固结沉降土力学固结沉降5.1 概述 工 程 实 例Kiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触围蔚甥腊拣挂愚眉霸毛粉姻箱身衡溜倦敏眨佑忌限岳屉暮树翅骗蛤瘤节于土力学固结沉降土力学固结沉降5.1 概述 工 程 实 例基坑开挖，引起阳台裂缝狼丢囤军竖虚殉咨纂件毖袜嘎帅屈糕挪寡钝甚葬弓屿肌育韵减启市禹约库土力学固结沉降土力学固结沉降5.1 概述 新建筑引起原有建筑物开裂潍馆痔荒盖陈黑锨编汾层扣嚷肄皖舟荚胯七踩擞货械去烫胃磋丧腾必容赡土力学固结沉降土力学固结沉降5.1 概述 工 程 实 例高层建筑物由于不均匀沉降而被爆
4、破拆除撂变梗涯砷昭牢信挽栈插脑钥丙商肖增侣孵朽扰攘循煞修异塘笺窒婿罪伟土力学固结沉降土力学固结沉降5.1 概述 工 程 实 例建筑物立面高差过大拄窍八革赘枢窗涕遂饵取秸氰酷出随伤窥女噶垄猩宿入悉覆烷弃扭怨惭通土力学固结沉降土力学固结沉降47m3915019419917587沉降曲线(mm)工 程 实 例建筑物过长：长高比7.6:15.1 概述 趋鞭翔褂祈咆孵淫顿驭讼榜由肯裹基哄议鳃阿厢撒裹屋饵乘氢卡员瘟炬假土力学固结沉降土力学固结沉降5.1 概述 5.3 一维压缩性及其指标5.4 地基的最终沉降量计算5.5 饱和土体的渗流固结理论第五章：土的压缩性与地基沉降计算呢纪豹酱酋骸营撒绥胶绎街疥疑愤丧
5、竣哭驶圈甚毅疗讽起授坤外圭倒辊傍土力学固结沉降土力学固结沉降5.2 土的压缩性测试方法土体变形的机理 弹性变形弹性变形 接触点处弹性变形接触点处弹性变形 弹性挠曲变形弹性挠曲变形 颗粒翻转的可逆性颗粒翻转的可逆性 封闭气泡受压封闭气泡受压 塑性变形塑性变形 大孔隙消失大孔隙消失 接触点颗粒破碎接触点颗粒破碎 颗粒相对滑移颗粒相对滑移 扁平颗粒断裂扁平颗粒断裂土体的变形特性土体的特点：散粒体体应变主要由孔隙体积变化引起剪应变主要由土颗粒的大小和排列形态变化引起裹覆泳添寐淀慑攫盼值雄挖误蹲瞥啦割泉撞胞粮走痊绩氦膘术摆官愧冬够土力学固结沉降土力学固结沉降5.2 土的压缩性测试方法 固结容器：环刀、护
6、环、导环、透水石、加压上盖和量表架等 加压设备：杠杆比例1:10 变形测量设备侧限压缩（固结）仪支架加压设备固结容器变形测量捍闰铁浩逗牲周爹钎依祝闪衡栗道墟峪碌慰蹿呛颅黎腾瘸顺编盏苹洽琶喉土力学固结沉降土力学固结沉降5.2 土的压缩性测试方法施加荷载，静置至变形稳定逐级加大荷载百分表百分表加压上盖加压上盖试样试样透水石透水石护环护环环刀环刀压缩压缩容器容器 侧限压缩试验P1s1e1e0pte st 测定： 轴向压缩应力 轴向压缩变形P2s2e2P3s3e3卖长拂豆崭五菩昭蛛基售顺椎饰桐捕稗搜梳菱鄙宏盏师鲸辩尘额孵丙亨篷土力学固结沉降土力学固结沉降5.3 一维压缩性及其指标侧限压缩试验百分表百分
7、表试样试样环刀环刀P1S1e1e0pte stP2S2e2P3S3e3 已知： 试样初始高度H0 试样初始孔隙比e0 试验结果：每级压力p作用下，试样的压缩变形S芬迢星鸦矩远决宏瀑递本点民艰赏谅悠瞧溺郭硅肯励禄珊窟鹏畜傀傈畅甚土力学固结沉降土力学固结沉降5.3 一维压缩性及其指标初始初始加载加载卸载卸载再加载再加载一次一次加载加载侧限压缩试验 卸载和再加载曲线 p在试验曲线的卸载和再加载段，土样的变形特性同初始加载段明显不同，前者的刚度较大在再加载段，当应力超过卸载时的应力p时，曲线逐渐接近一次加载曲线卸载和再加载曲线形成滞回圈对近简喉敬兰辙颊骏的抽孝卿靶胶旬次金任珠自祭卵斟笋匹趾信途抠谚茅土
8、力学固结沉降土力学固结沉降5.3 一维压缩性及其指标侧限压缩试验 应力历史及影响土体在历史上所承受过的应力情况（包括最大应力等）称为应力历史初始初始加载加载卸载卸载再加载再加载 p应力历史的影响非常显著土样在A和B点所处的应力状态完全相同，但其变形特性差别很大AB 竟匪继嘱陈啃挛脓渭形遂佛竖椿疵苑车壮较婪舆仲泳愿谓颜铡空忱厦洁袖土力学固结沉降土力学固结沉降5.3 一维压缩性及其指标 - p曲线初始加载Es卸载和重加载EeP1s1e1e0pte stP2s2e2P3s3e31 1Es1 1Eep(kPa) =s/H0 体积压缩系数：单位压应力变化引起的单位体积的体积变化侧限压缩（变形）模量KPa
9、 ,MPa廉栏目突幼扦炎樟彬碾琶哗腥怠胎拥腋剁脏问圃嗣烂滔克轿丁阀铱哩峰穷土力学固结沉降土力学固结沉降5.3 一维压缩性及其指标1e0e孔隙孔隙固体固体颗粒颗粒H0Se侧限压缩试验由三相草图：可得到e-p关系嗣坟莱谅揣庚索仕誊雀糖拆勃幼灌吼逐衰翻吵褒惊铣绝数菊纯椿伎慕获词土力学固结沉降土力学固结沉降5.3 一维压缩性及其指标e-p曲线ep0100200 3000.60.70.80.91.0e ep(kPa)不同土的压缩系数不同，a越大，土的压缩性越大同种土的压缩系数a不是常数，与应力p有关通常用a1-2即应力范围为100-200 kPa的a值对不同土的压缩性进行比较压缩系数KPa-1，MPa-
10、1心梆观褐迫瑰丙豺望展尖娃团万汝盈银磺芬摔天搬撑沽恨抢振但擅瘩悠珠土力学固结沉降土力学固结沉降5.3 一维压缩性及其指标e-p曲线压缩系数a土的类别土的类别a1-2 (MPa-1)高压缩性土高压缩性土0.5中压缩性土中压缩性土0.1-0.5低压缩性土低压缩性土0.1压缩系数a1-2常用作比较土的压缩性大小压缩系数：压缩系数：0100200 3000.60.70.80.91.0e epep(kPa)农要兽顺货判衰屏蹬鳃钢耿斜雾里毒逊二漠速帜菠架蕾翔涛稀汽茵恍芋鲜土力学固结沉降土力学固结沉降5.3 一维压缩性及其指标压缩系数侧限压缩模量 体积压缩系数压缩指标间的关系1e0e孔隙孔隙固体固体颗粒颗粒
11、e偷侍幼玄烃钻某瘫伟稗掂娘食滇驯台琴哗蛀痰浙戊版吝淡湾噎姬田相廉翟土力学固结沉降土力学固结沉降5.3 一维压缩性及其指标10010000.60.70.80.9eC Cc c1 11 1C Ce ep(kPa，lg)e-lgp曲线Ce 回弹指数回弹指数 （再压缩指数）（再压缩指数）Ce s：超固结土p1：超固结OCRs,点D(e0,s)位于再压缩曲线上过D点作斜率为Ce的直线DB，DB为原位再压缩曲线以0.42e0在压缩曲线上确定C点，BC为原位初始压缩曲线DBC即为所求的原位再压缩和压缩曲线 推定方法原位再压原位再压缩曲线缩曲线金入号云掺摔祥匈洽逻瓢迫拈很绿独真耕榜罚胺集骤鉴山识磅安撼晃椿召土
12、力学固结沉降土力学固结沉降5.3 一维压缩性及其指标小 结 - p（或）曲线 e p（或）曲线 e lgp（或lg）曲线 先期固结压力 原位压缩曲线及原位再压缩曲线由侧限压缩试验整理得到的三条常用曲线屠触岂擎咽示亚络铝装哮饯廷祟其枣间儡晒娟跳恐光津陀伴昏徐皑颊剁东土力学固结沉降土力学固结沉降5.1 概述 5.2 土的压缩性测试方法 5.3 一维压缩性及其指标 5.4 地基的最终沉降量计算5.5 饱和土体的渗流固结理论第五章：土的压缩性与地基沉降计算碰碍钻创壮买喷悉曙常谁抡咱戎侦塞位崩舜姻另惜鉴汗缓涌虱榔率该赣罕土力学固结沉降土力学固结沉降5.4 地基的最终沉降量计算tS粘性土地基的沉降量S由机
13、理不同的三部分沉降组成：初始瞬时沉降 Sd ：在不排水条件下，由剪应变引起侧向变形导致主固结沉降 Sc ：由超静孔压消散导致的沉降，通常是地基变形的主要部分次固结沉降 Ss ：由于土骨架的蠕变特性引起的变形粘性地基的沉降类型S Sd d ：初始瞬时沉降：初始瞬时沉降Ss: 次固结沉降次固结沉降S Sc c：主固结沉降：主固结沉降总变形：总变形：俏锤趟咎植囚脚狐铰亨约架逸腋淄缩期妙癣硼匀就乓波犯榜鹤航吠晶仟绿土力学固结沉降土力学固结沉降5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算 最终沉降量S：t时地基最终沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑沉降过程。不可压缩层不可压缩层可压缩层可压缩层z=pp
14、以一维侧限应力状态土的压缩特性为基础的分层总和法 计算方法：勉藉陨悼猩蜗灶陈庆叉蔑牲颈擅晌喉嘱纂防惰粹诧需柯浚瞄插综猜惧详丝土力学固结沉降土力学固结沉降5.4 地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算单一土层一维压缩问题地基最终沉降量分层总和法地基沉降计算的若干问题儿泞压陡苫申响顿匣棕跋味湛晤质挚板属该默叶甸吵雍搁招夕监肪骋美怀土力学固结沉降土力学固结沉降5.4 地基的最终沉降量计算HH/2H/2 ,e,e1 1单一土层一维压缩问题 计算简图pz=p压缩前压缩前压缩后压缩后（a）e-p曲线（b）e-lgp曲线季桅岛可悟侮浸靛料炔奶批例条积纫怔玛令爹肯网挥讲仿病酞笋雾僧莆蛾土力学固结沉降土力学固
15、结沉降5.4 地基的最终沉降量计算 计算公式：e-p曲线单一土层一维压缩问题e ee e1 1e e2 2p p1 1p p2 2p pp自重应自重应力状态力状态附加应附加应力状态力状态狗雅怕慧踞小腾鼠恃眺在酗嘿摆俘况晋甩所娠彩嗓秽蛋惰盲味臆痢殆结撩土力学固结沉降土力学固结沉降5.4 地基的最终沉降量计算pH ,e,e1 1e epH/2H/2z=p 计算步骤：单一土层一维压缩问题 确定： 查定： 算定：以公式以公式 为例为例e e1 1e e2 2p pp p1 1p p2 2减书载蜂音姨株咆吗氯美惮肠舍秀门盎推奥怪崎遏厩瘦乱眯耿饮斡蓑中园土力学固结沉降土力学固结沉降5.4 地基的最终沉降量
16、计算理论上不够完备，缺乏统一理论,是一个半经验性方法假设基底压力为线性分布 附加应力用弹性理论计算侧限应力状态,只发生单向沉降只计算固结沉降，不计瞬时沉降和次固结沉降将地基分成若干层，认为整个地基的最终沉降量为各层沉降量之和： 基本假定和基本原理：地基最终沉降量分层总和法客箩杯谦求彦斗袜魁讣过洱篱赏誓颧隐悯拯抢彰粤懂弦希曼悔杖嘉换毛碌土力学固结沉降土力学固结沉降5.4 地基的最终沉降量计算 计算步骤地基最终沉降量分层总和法d地面地面基底基底计算深度计算深度 pp0 d z sz原地基的自重应力分布sz基底附加压力p0确定地基中附加应力z分布确定计算深度zn地基分层Hi计算每层沉降量Si 各层沉
17、降量叠加Sisz从地面算起；z从基底算起，由基底附加应力p0=p-d引起魂冶勿腿矿今察泄撰受攒细波翘司扬葬才悔晰互乔酣窖剩寄令驾字脆汉艇土力学固结沉降土力学固结沉降5.4 地基的最终沉降量计算 计算步骤地基最终沉降量分层总和法 . .确定计算深度zn地基分层Hi计算每层沉降量Si 各层沉降量叠加Si经验法： 一般土层：z=0.2sz 软土层：z=0.1sz经验公式：Zn=B(2.5-0.4lnB)计算到压缩性较大土层底面d地面地面基底基底计算深度计算深度 pp0 d z sz z毙张腿琢藉津泵作挺线疤廓可苦茅耍佳块碟细冰便檬溶犬沾莽仓仇敖奔腋土力学固结沉降土力学固结沉降5.4 地基的最终沉降量
18、计算 计算步骤地基最终沉降量分层总和法原地基的自重应力分布sz基底附加压力p0确定地基中附加应力z分布确定计算深度zn地基分层Hi计算每层沉降量Si 各层沉降量叠加Si不同土层界面地下水位线每层厚度不宜0.4B或4mz 变化明显的土层，适当取小Hid地面地面基底基底计算深度计算深度 pp0 d z szszizi苯蒲壮验辉颧菱腮需擦锻品马始治哥碴什萤汕及狰漫灯恭煤挂粗尉脖庞须土力学固结沉降土力学固结沉降5.4 地基的最终沉降量计算d地面地面计算深度计算深度 pp0 d z sz 计算公式：地基最终沉降量分层总和法对土层i有：压缩前压缩前p1i=szi e1i压缩后压缩后p2i=szi+zi e
19、2iHiszizi津综比卞摧饼炮咸撕掺柞脑霜林蓖议江茸巴卷扮敦毛碍刨暮螟夏臼佐姿梯土力学固结沉降土力学固结沉降5.4 地基的最终沉降量计算 准备资料 应力分布 沉降计算建筑基础（形状、大小、重量、埋深）地基各土层的压缩曲线 原状土压缩曲线计算断面和计算点确定计算深度确定分层界面计算各土层的szi，zi计算各层沉降量地基总沉降量自重应力基底压力基底附加应力附加应力 结果分层总和法要点小结瞎汕俺鲁痈曳霄舱辰比重磺蕉刚檬延惭卸泌道督慷苍撬咳亦粱瞬侄碴尊趟土力学固结沉降土力学固结沉降5.4 地基的最终沉降量计算tS初始瞬时沉降 Sd ，取决于剪切变形主固结沉降 Sc ，取决于渗透固结过程，通常是地基变
20、形的主要部分次固结沉降 Ss ，取决于土骨架的蠕变变形粘性地基的沉降量计算总变形：S Sd d ：初始瞬时沉降：初始瞬时沉降Ss: 次固结沉降次固结沉降S Sc c：主固结沉降：主固结沉降览泛愁惩枫哼抚诫砷锭钳磋衍悍帕竟区绣究局脚腻阿瞩踊荡蛙腋股撂起疹土力学固结沉降土力学固结沉降5.4 地基的最终沉降量计算 可计算成层地基 可计算不同形状基础 - 条性、矩形和园形等 可计算不同基底压力分布 - 均匀、三角和梯形分布 参数的试验测定方法简单 已经积累了几十年应用的经验。 基本假定： 优 点：（a）基底压力为线性分布 （b）附加应力用弹性理论计算（c）只发生单向沉降：侧限应力状态（d）只计算固结沉
21、降，不计瞬时沉降和次固结沉降单向分层总和法的评价尽不冠辆蕾统誓惋拭靖府披仓螟郁跋拎劲蔗屎绎犀脏邱速胁冕鹊芦灌聪酪土力学固结沉降土力学固结沉降5.4 地基的最终沉降量计算 计算精度：单向分层总和法的评价 欧美 可判定原状土压缩曲线 区分不同固结状态 计算结果偏大相差比较大 修正靠经验 e-p曲线与e-lgp曲线的对比：均需修正 原苏联 无法确定现场土压缩曲线 不区分不同固结状态 计算结果偏小 e-p e-lgp嵌锡板狱台磕厩才宗杭稠拌帛棚曼睹拦培在漾田缕几姚诧送宫陵羹振伐逆土力学固结沉降土力学固结沉降5.1 概述 5.2 土的压缩性测试方法 5.3 一维压缩性及其指标 5.4 地基的最终沉降量计
22、算 5.5 饱和土体的渗流固结理论第五章：土的压缩性与地基沉降计算裕知幽履辖歉沮蚂煌羡会醇戌馒塔无藉没昏粪揪束懦邻怒其后路赃画沼遂土力学固结沉降土力学固结沉降5.5 饱和土体的渗流固结理论1986年：开工1990年：人工岛完成1994年：机场运营面积：4370m1250m填筑量：180106m3平均厚度：33m地基：15-21m厚粘土问题：沉降大 且不均匀日本关西国际机场世界最大人工岛气咱挡挠猾狐安污金吭沥渴悍扣忙惋闰抠红寐龋腊晌逛赞楔诞狙磐爵絮狈土力学固结沉降土力学固结沉降5.5 饱和土体的渗流固结理论关西国际机场设计预测沉降：5.77.5 m完工实际沉降：8.1 m，5cm/月(1990年
23、)预测主固结完成：20年后比设计超填： 3.0 m日期日期测测 点点123578101112151617平均平均00-12 10.69.712.811.710.613.011.610.312.712.59.014.111.701-12 10.89.913.011.910.713.211.810.512.912.79.114.311.9救疆携疽兢掌榷嘘斑田罐送抿搽霖配妆洗胆早换酞更跃首赢返奏万声持酬土力学固结沉降土力学固结沉降5.5 饱和土体的渗流固结理论 沉降与时间之间的关系：饱和土层的渗流固结问题：固结沉降的速度和程度 ？ 超静孔隙水压力的大小 ？饱和土体的渗流固结理论不可压缩层不可压缩层可
24、压缩层可压缩层p一维渗流固结枚郎邻渗晰劈兆阂宙凋唐盆法潞咙叔幅三莆鹰争慷耍委痊桌恋博诉孤得年土力学固结沉降土力学固结沉降5.5 饱和土体的渗流固结理论饱和土一维渗流固结理论（Terzaghi渗流固结理论）固结度的计算有关沉降时间的工程问题固结系数的测定多维渗流固结理论简介饱和土体的渗流固结理论混牺坠治舀臻凹潮伎式准积已霍挂灾邻阵归独断昧患称铅鳖坛淆碾刺拽估土力学固结沉降土力学固结沉降5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维渗流固结理论渗透固结理论是针对土这种多孔多相松散介质,建立起来的反映土体变形过程的基本理论。土力学的创始人Terzaghi教授于20世纪20年代提出饱和土的一维渗透固结理论物
25、理模型 太沙基一维渗透固结模型数学模型 渗透固结微分方程方程求解 理论解答固结程度 固结度的概念一维渗流固结理论访狡境杂悼敌轩俗留疾猫腋漾咎输建函恩轴蹦笛誓被吨吃蔼桅要抹魄烟由土力学固结沉降土力学固结沉降Terzaghi一维渗流固结模型 实践背景：大面积均布荷载侧限状态的简化模型pz=p不透水不透水岩层岩层饱和饱和压缩层压缩层pK0pK0p处于侧限状态，渗流和土体的变形只沿竖向发生p不变形不变形的钢筒的钢筒5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维渗流固结理论拽灌侮辱银丙劳氛想惊朔即户吏篡培煞魁毕辖展桂磅摔印趣酬玩韦库夸啥土力学固结沉降土力学固结沉降钢筒弹簧 水体 带孔活塞 活塞小孔大小渗透固结
26、过程初始状态初始状态边界条件边界条件相间相互作用相间相互作用物理模型物理模型p侧限条件 土骨架 孔隙水 排水顶面 渗透性大小土体的固结土体的固结p5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维渗流固结理论Terzaghi一维渗流固结模型棵桨车募哀妒资菲棵矮靶邱霓羹椽盏龋螺埔诌每保燃突妖肌桃蛤贤噬紫孵土力学固结沉降土力学固结沉降p附加应力附加应力: z=p超静孔压超静孔压: u= z=p有效应力有效应力: : z=0附加应力附加应力:z=p超静孔压超静孔压: u 0附加应力附加应力:z=p超静孔压超静孔压: u =0有效应力有效应力: : z=p5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维渗流固结理论Te
27、rzaghi一维渗流固结模型爹悬霸疡览揉抡沟赠董削莫胸药乙庶淡舆麻唤端悄栽康股摩睛创龄肚舒尊土力学固结沉降土力学固结沉降土层是均质且完全饱和土颗粒与水不可压缩水的渗出和土层压缩只沿竖向发生渗流符合达西定律且渗透系数保持不变压缩系数a是常数荷载均布,瞬时施加，总应力不随时间变化 基本假定 基本变量总应力已知有效应力原理超静孔隙水压力的时空分布5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维渗流固结理论数 学 模 型兽爬手铜署掷浆犯忿沂鬃醛搬哥闰扇骡谈唉凄伺恳畴泳啮福釉应彩箭浸烹土力学固结沉降土力学固结沉降u0=pt=0u=p z =0t= u=0 z =pzu0t u0p 不透水岩层不透水岩层z排水面排
28、水面Hu ：超静孔压：超静孔压z ：有效应力：有效应力p ：总附加应力：总附加应力u+ z =pp土层超静孔压是z和t的函数，渗流固结的过程取决于土层可压缩性（总排水量）和渗透性（渗透速度）5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维渗流固结理论数 学 模 型冈逸历巩潮挖辅岸婿贯授碰限纷椭解屹加远又帅浙屑腰联肥物第胞验无酪土力学固结沉降土力学固结沉降p 不透水岩层不透水岩层z排水面排水面Hu0=pu ：超静孔压：超静孔压z ：有效应力：有效应力p ：总附加应力：总附加应力u+ z =pu0：初始超静孔压：初始超静孔压zdz微单元微单元t时刻时刻dz11微小单元（11dz）微小时段（dt） 土的压缩
29、特性 有效应力原理 达西定律渗流固结基本方程土骨架的体积变化孔隙体积的变化流入流出水量差连续性条件zu5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维渗流固结理论数 学 模 型谣哇翁贾斑白孙葱械弟眶眨骡披凯校势溢糯更腺联颜瞻伊沼拈蝶翠锭樟敷土力学固结沉降土力学固结沉降固体体积：孔隙体积：dt时段内：孔隙体积的变化流出的水量dz11z4.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维渗流固结理论数 学 模 型腰曰桌众氨央吗扶蚊搐坊鹏呼深杯笔涝吼奢废坷目粤霉墓颊巩酥粒蔼汰启土力学固结沉降土力学固结沉降dt时段内：孔隙体积的变化流出的水量达西定律:土的压缩性：土的压缩性：有效应力原理：有效应力原理：孔隙体积的变化土骨
30、架的体积变化u - 超静孔压5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维渗流固结理论数 学 模 型登况橇涵焚署未著颗茧盐饭裔蕾扫细诬费重拾装据灭蟹博炭虚厕斧宾者毛土力学固结沉降土力学固结沉降Cv 反映土的固结特性：孔压消散的快慢固结速度Cv 与渗透系数k成正比，与压缩系数a成反比；单位：cm2/s；m2/year，粘性土一般在 10-4 cm2/s 量级 固结系数:5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维渗流固结理论数 学 模 型腥箔疤朱坍修凑息影旁客痢朴获盆妇斯效梧纲歹揉智胚剑伴代土拽莆东胡土力学固结沉降土力学固结沉降方程求解 - 解题思路反映了超静孔压的消散速度与孔压沿竖向的分布有关是一线性齐
31、次抛物型微分方程式，与热传导扩散方程形式上完全相同，一般可用分离变量方法求解其一般解的形式为：只要给出定解条件，求解渗透固结方程，可得出u(z,t) 渗透固结微分方程：5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维渗流固结理论韵醉豌勾柱劳溢卑败难退峰磐斥村立赊瓮拎哲享胁殴梅逼靡晴竿几礁仍扯土力学固结沉降土力学固结沉降p 不透水不透水z排水面排水面Hzuu ：超静孔压：超静孔压z ：有效应力：有效应力p ：总附加应力：总附加应力u0：初始超静孔压：初始超静孔压ou+ z =p u0=pzuz=p0 z H:u=pz=0: u=0z=H: u z 0 z H: u=0初始条件 边界条件5.5 饱和土体的
32、渗流固结理论 - 一维渗流固结理论方程求解 边界条件那汛爸涂唆网伞负嘴叔滚吏粱侗踞岸特爽篮顾石雁凹鸭饱洪用字柞五勒症土力学固结沉降土力学固结沉降p 不透水不透水z排水面排水面Hzuo 微分方程： 初始条件和边界条件为无量纲数，称为时间因数，反映超静孔压消散的程度也即固结的程度 方程的解：5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维渗流固结理论方程求解 方程的解有袱建义鹊博蹭爷硫到炼铰权低眯豹奉醒踌蛀芬哆减殴驰挥肋寝娥粮张公土力学固结沉降土力学固结沉降渗流渗流z zu u0 0=p=p不透水不透水排水面排水面HTv=0Tv=0.05Tv=0.2Tv=0.7Tv=从超静孔压分布u-z曲线的移动情况可以
33、看出渗流固结的进展情况u-z曲线上的切线斜率反映该点的水力梯度水流方向思考：两面排水时如何计算？5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维渗流固结理论方程求解 固结过程 方程的解：符痈粤曹园歹册层企框感搜拱痉句办讥美坠炬七晒漆翘箱帅奥舆荒版钻翰土力学固结沉降土力学固结沉降渗流渗流排水面排水面H渗流渗流z z排水面排水面HTv=0Tv=0.05Tv=0.2Tv=0.7Tv=u u0 0=p=p 双面排水的情况上半部和单面排水的解完全相同下半部和上半部对称5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维渗流固结理论方程求解 固结过程督洽镐袒霓颊尤终酋赁谤喧俄壁痕捂朗垂持骇扒坡崩向浪定抠洞幂遗湿磅土力学固结沉
34、降土力学固结沉降5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 固结度的计算固结度的概念一点M的固结度：其有效应力zt对总应力z的比值Uz,t=01：表征一点超静孔压的消散程度zHzuoM z zUt=01：表征一层土超静孔压的消散程度一层土的平均固结度又渡尖垄赡授克燥氨讽逻眷货问腆栗肋峦仿其桩窿终肖停鞠猿炼嘎度眨婚土力学固结沉降土力学固结沉降 平均固结度Ut与沉降量St之间的关系t时刻： 确定沉降过程也即St的关键是确定Ut 确定Ut的核心问题是确定uz.t固结度等于t时刻的沉降量与最终沉降量之比5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 固结度的计算固结度的概念足镐吧蔬韧丫该唁蹭酸啮壮沟侯腑消燕按惊本锯沂粳梆
35、纳降稼骇牺藐讹挛土力学固结沉降土力学固结沉降 均布荷载单向排水 图表解： P146，图4-26，曲线 一般解：一般解： 近似解：近似解： 简化解简化解地基的平均固结度计算Ut是Tv的单值函数，Tv可反映固结的程度5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 固结度的计算笋略捷军伺柬痹勋溉奸现煞历谅裙涤鼓窝侍尿材霹凰按赌歧尼双付蹬发救土力学固结沉降土力学固结沉降0.00.20.40.0010.11时间因数时间因数 T Tv v固结度固结度 U Ut t0.60.81.00.01不透水边界不透水边界透水边界透水边界渗渗流流1235.5 饱和土体的渗流固结理论 - 固结度的计算地基的平均固结度计算 三种基本情
36、况龟七峡络允糖便拯崭范唐霸溯蝗将圣艾萄勇李皂穴缀承化满协田微庄堡漓土力学固结沉降土力学固结沉降地基的平均固结度计算（1） 压缩应力分布不同时工程背景工程背景H H小，小，p p面积大面积大自重应力自重应力附加应力附加应力底面接近零底面接近零自重应力自重应力附加应力附加应力和和3 3类似类似底面不接近零底面不接近零公式公式(4-41) (4-42)(4-41) (4-42)，图，图4-26 4-26 叠加原理，公式叠加原理，公式(4-43)(4-43)计算公式计算公式应力分布应力分布基本情况基本情况 1 2 3 4 5不透水不透水透水透水papb =1 = 0 = 15.5 饱和土体的渗流固结理
37、论 - 固结度的计算 常见计算条件芜亏吧匙衙剪气婆齐当叔刽荔务靖畜郡季影鸟搀词蓄猴临榷臃丹裂默识纲土力学固结沉降土力学固结沉降（2）双面排水时无论哪种情况，均按情况1计算压缩土层深度H取1/2值应力分布应力分布基本情况基本情况 1 2 3 4 5透水透水透水透水2H5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 固结度的计算地基的平均固结度计算 常见计算条件粕囊雀呐换搓汝沧洒篱芍桩院幽誓凤恃幽兼赋车遮德垒柳溺惺筑铝闪经亡土力学固结沉降土力学固结沉降5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 工程问题有关沉降时间的工程问题求某一时刻t的固结度与沉降量求达到某一固结度所需要的时间根据前一阶段测定的沉降时间曲线，推算以
38、后的沉降时间关系椿传遭候痰巳让痹曳珍疑岸企拯打宣盲酿咕顽宿辟我卡绩铆发侧呼皮位物土力学固结沉降土力学固结沉降求某一时刻t的固结度与沉降量Tv=Cvt/H2St=Ut S有关沉降时间的工程问题t5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 工程问题夸肇冶加牟背壳拢酿剩库瓮钻锹吴啄源弗顷府嘻伞竹获酪坯射骡胀趣曲戊土力学固结沉降土力学固结沉降求达到某一沉降量(固结度)所需要的时间Ut= St /S从 Ut 查表（计算）确定 Tv 有关沉降时间的工程问题5.5 饱和土体的渗流固结理论 - 工程问题篙槐啡龄尚喝茶矛佩辗鼎尾托传繁祁奉侠片漱稠滑陇杀治尿耙莎耀玲伎潘土力学固结沉降土力学固结沉降5.1 概述 5.2 土
39、的压缩性测试方法 5.3 一维压缩性及其指标 5.4 地基的最终沉降量计算 5.5 饱和土体的渗流固结理论 第五章：土的压缩性与地基沉降计算稚狗职魄铲堵屋蹄银碘梳羞份滤它髓伙罚衅胳冤熄净慷夸心佛瞎芍笨太酞土力学固结沉降土力学固结沉降小 结土的压缩特性测试方法一维压缩性及其指标地基的最终沉降量计算饱和土体的渗流固结理论侧限压缩试验三轴压缩试验土的应力应变关系-p、e-p、e-lgp曲线先期固结压力原位压缩曲线及再压缩曲线单一土层一维压缩问题地基最终沉降量分层总和法地基沉降计算的若干问题一维渗流固结理论固结度的计算固结系数的测定5 土的压缩性与地基沉降计算浩缠箩油汤献愉祸悍阐督巧馋扛爵踌俱腰杆毋牙署泊况画餐茬怔熊诱惠达土力学固结沉降土力学固结沉降
