项目3地基变形计算

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1、请同学们思考：1.在弹性半空间体内任意一点M(x,y,z)处的应力状态有几个应力分量？2.地基中的附加应力是指什么？有何意义？3.矩形荷载角点下的附加应力系数与什么有关？4.均布矩形荷载任意点下的附加应力如何计算？5.均布条形荷载下竖向附加应力系数与何因素有关？6.在同一水平面上地基附加应力有何变化？7.在纵向上地基附加应力有何变化？1项目3地基变形计算2项目任务任务3.1地基最终沉降量计算任务3.2建筑物沉降观测3土的压缩性——土在压力作用下体积缩小的特性。固体颗粒的压缩土中水的压缩空气的排出水的排出压缩量的组成注

2、：在一般压力作用下，土粒和水的压缩量与土的总压缩量相比是很微小的，可以忽略不计。因此，可以认为，土的压缩就是土中孔隙体积的减小。土的压缩性指标可通过室内试验或原位试验来测定。试验时力求试验条件与土的天然状态及其在外荷载作用下的实际应力条件相适应。任务3.1地基最终沉降量计算41．压缩试验在一般工程中，常用不允许土样产生侧向变形的室内压缩试验(又称侧限压缩试验或固结压缩试验)来测定土的压缩性指标，其试验虽未能完全符合土的实际工作情况，但操作简便，试验时间短，故有实用价值。三联固结仪3.1.1土的压缩性试验和压缩曲线5注

3、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。3.1.1土的压缩性试验和压缩曲线1．压缩试验6只要测定土样在各级压力P作用下的稳定压缩量S，就可算出相应的孔隙比e。3.1.1土的压缩性试验和压缩曲线1．压缩试验7压缩曲线有两种绘制方式土的压缩曲线a）e-p曲线b）e-lgp曲线3.1.1土的压缩性试验和压缩曲线2．土的压缩曲线8《地基规范》用p1＝100kPa、p2＝200kPa对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性:a1-2＜0.1MPa-1低压缩性土0.1MPa-1≤a1-2＜

4、0.5MPa-1中压缩a1-2≥0.5MPa-1高压缩性土3.1.2土的压缩性指标1.压缩系数a和压缩指数Ccp1p2e1e2M1M2△e△pep压缩系数a93.1.2土的压缩性指标1.压缩系数a和压缩指数Cclgp1lgp2e1e2M1M2△e△lgpelgpCc与a不同，它不随压力的变化而变化。通常认为：Cc＜0.2为低压缩性土；0.2≤Cc≤0.4为中压缩性土；Cc＞0.4为高压缩性土压缩指数Cc10土在完全侧限条件下的竖向附加应力σz与相应的竖向应变εz的比值EsEs=(1+e1)/a用压缩模量来表示土的压缩

5、性高低Es<4Mpa高压缩性土4MPa≤Es≤15Mpa中等压缩性土Es>15MPa低压缩性土3.1.2土的压缩性指标2.压缩模量Es113．土的变形模量E0土的变形模量E0是土体在无侧限条件下的应力与应变的比值，可以由室内侧限压缩试验得到的压缩模量求得，也可通过静载荷试验确定。地基土的泊松比3.1.2土的压缩性指标12地基变形的主要外因是建筑物荷载在地基中产生的附加应力，在附加应力作用下土层的孔隙体积发生压缩减小，引起基础沉降。常用的计算基础最终沉降的方法有分层总和法及《地基规范》推荐方法。1.分层总和法（1）假定

6、地基土压缩时不发生侧向变形，即采用侧限条件下的压缩指标。通常取基底中心点下的附加应力进行计算。3.1.3基础最终沉降量计算（2）将地基变形计算深度范围的土划分为若干个分层，按侧限条件分别计算各分层的压缩量，其总和即为基础最终沉降量。（3）分层原则：①土层分界面；②地下水位线；③每层土厚小于基础宽度的0.4倍。13分层总和法计算步骤(1)计算基底压力及基底附加压力(2)按分层厚度将基底下土层分成若干薄层(3)计算基底中心点下各分层界面处自重应力和附加应力(4)确定地基压缩层深度(5)计算压缩层深度内各分层的自重应力平均

7、值和平均附加应力。(6)从e-p曲线上查得与p1i、p2i相对应的孔隙比e1i和e2i。(7)计算各分层土在侧限条件下的压缩量△Si。(8)计算基础的最终沉降量s(mm)地基最终沉降的分层总和法3.1.3基础最终沉降量计算143.1.3基础最终沉降量计算⑴地基分层⑵自重应力⑶附加应力⑷压缩层厚度⑸应力平均值⑹计算e⑺计算压缩量⑻最终沉降量hi≤0.4b土层分界面；地下水位；一般从地面算起从基础底面算起σz≤0.2σc查e—p曲线地基最终沉降量计算步骤15试以分层总和法计算图示柱下方形单独基础的最终沉降量。分别从粉质黏

8、土层和黏土层中取土样做室内压缩试验，其e-p曲线资料见表。基底压力p为155kPa，方形基础底边长为4m。【例3-1】1m1m1m1m1m1m1m1.5m粉土γ＝18kN／m3粉质黏土γ=19kN/m3黏土γsat＝20kN／m3▽16【解析】（1）计算基底压力和基底附加压力（2）分层，取分层厚度为1m（3）计算各分层层面处土的自重应力计算结果