土的压缩性与地基沉降计算

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1、土的压缩性与地基沉降计算成层地基1.计算公式均质地基竖直向：§2.1土体自重应力的计算§2土体中的应力计算竖直向：容重：地下水位以上用天然容重γ地下水位以下用浮容重γ’2.分布规律自重应力分布线的斜率是容重；自重应力在等容重地基中随深度呈直线分布；自重应力在成层地基中呈折线分布；在土层分界面处和地下水位处发生转折。不透水层层面及层面以下为上覆水土总重回顾§2土体中的应力计算§2.2基底压力计算eBLxyxyBLPP矩形面积中心荷载矩形面积偏心荷载§2土体中的应力计算竖直集中力矩形内积分矩形面积竖直均布荷载矩形面积竖直三角形荷载水平集中力矩形内

2、积分矩形面积水平均布荷载线积分竖直线布荷载宽度积分条形面积竖直均布荷载圆内积分圆形面积竖直均布荷载L/B≥10其他特殊荷载：将荷载和面积进行分解，利用已知解和叠加原理求解§2.3地基中附加应力的计算K——竖直集中荷载作用下(表2-1)Kc——矩形面积竖直均布荷载作用角点下(表2-2)Kt——矩形面积三角形分布荷载作用角点下(表2-3)Ko——圆形面积均布荷载作用时园心点下(表2-4)Kr——圆形面积均布荷载作用时园周边下(表2-4)Ksz——条形面积竖直均布荷载作用时(表2-5)Ktz——条形面积三角形分布荷载作用时(表2-6)§2.3地基中附

3、加应力的计算§2土体中的应力计算K=F（底面形状；荷载分布；计算点位置）基底压力附加应力地基沉降变形基底反力基础结构的外荷载工程实例§3土的压缩性与地基沉降计算（墨西哥城）地基的沉降及不均匀沉降Kiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触基坑开挖，引起阳台裂缝修建新建筑物：引起原有建筑物开裂高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除建筑物立面高差过大建筑物过长：长高比7.6:1土具有压缩性荷载作用地基发生沉降荷载大小和分布土的压缩特性地基厚度一致沉降（沉降量）差异沉降（沉降差）建筑物上部结构产生附加应力影响结构物的安全和正常使用概述§3土的压缩

4、性与地基沉降计算土的特点（碎散、三相）沉降具有时间效应－沉降速率压缩性测试最终沉降量一维压缩一维固结沉降速率三维固结修正复杂条件下的计算公式简化条件§3土的压缩性与地基沉降计算§3.1土的压缩性§3.2地基的最终沉降量计算§3.3地基沉降与时间的关系室内试验室外试验侧限压缩、三轴压缩等荷载试验、旁压试验等概述较复杂应力状态？§3.4建筑物的沉降观测与地基容许变形值主线、重点：一维问题！建筑物安全§3土的压缩性与地基沉降计算§3.1土的压缩性§3.2地基的最终沉降量计算§3.3饱和土体的渗流固结理论§3.4建筑物的沉降观测与地基容许变形值土的压缩

5、性是指土在压力作用下体积缩小的特性压缩量的组成固体颗粒的压缩土中水的压缩空气的排出水的排出占总压缩量的1/400不到，忽略不计压缩量主要组成部分说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果无粘性土粘性土透水性好，水易于排出压缩稳定很快完成透水性差，水不易排出压缩稳定需要很长一段时间土的固结：土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程§3土的压缩性与地基沉降计算§3.1土的压缩性研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称固结试验三联固结仪§3.1土的压缩性一、侧限压缩试验§3土的压缩性与地基沉降计算§3土的压缩性与地基沉降计算水槽内环环刀透水

6、石试样传压板百分表施加荷载，静置至变形稳定逐级加大荷载测定：轴向应力轴向变形试验结果：p-s-e§3.1土的压缩性一、侧限压缩试验注意：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，不产生侧向变形目的：研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律Vv＝e0Vs＝1H0/(1+e0)H0Vv＝eVs＝1H1/(1+e)pH1s土样在压缩前后变形量为s，土粒高度在受压前后不变整理根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-p曲线，为压缩曲线§3土的压缩性与地基沉降计算§3.1土的压缩性一、侧限压缩试验e-p曲线其中整个过程中土粒体

7、积和底面积不变→§3土的压缩性与地基沉降计算§3.2一维压缩性及其指标01002003004000.60.70.80.91.0ee-p曲线一、侧限压缩试验e0ep(kPa)Δpe-p曲线二、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1.压缩系数a2.压缩模量Es3.变形模量E0曲线A曲线BΔp相等而ΔeA>ΔeB,所以曲线A压缩性＞曲线B压缩性§3土的压缩性与地基沉降计算§3.1土的压缩性一、侧限压缩试验e-p曲线ΔeBΔeA1.压缩系数a

8、土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲线△p△e利用单位压力增量所引起得孔隙比改变表征土的压缩性高