《地基变形计算》PPT课件(I)

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1、1第二章地基变形土具有压缩性荷载作用地基发生沉降荷载大小土的压缩特性地基土厚度、结构一致沉降（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土的特点（碎散、三相）沉降具有时间效应－沉降速率2第二章地基变形2.1概述2.2土的压缩性2.3基础最终沉降量2.4路基的沉降和位移（自学）2.5地基变形与时间的关系2021/10/93第二章地基变形2.1概述工程实例问题：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1969年加固。墨西哥某宫殿左部：1709年；右部：1622年；地基：20多米厚的粘土4Kiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑

2、物上部接触5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6如前述：建筑荷载→p0→σz→地基变形→基础沉降若：2.1概述变形允许值←岩土工程师以规范形式给定。计算值与允许值对比地基变形←7按变形成因：从先至后依次发生主要固结形式工期内完成固结量/%无粘性土Sd近100一般粘性土Sc20-80软土Sc、Ss5-20总变形量：St=Sd+Sct+Sst其中：一般：基础沉降量是指在σcz+σz作用下，地基主、次固结完成时的最终沉降量（S∞）。本章以主固结Sc为主，且以最终S∞为主。8计算方法：本章以分层总和法、规范法、弹性力学公式法为主。2.1概述92.2土的压缩性一、

3、土的压缩试验及其参数1.压缩试验在土压力盒的侧限作用下，竖向逐级加荷pi，测试各级荷载对应的稳定变形值，换算成相应的孔隙比（孔隙比e：单位体积土体中孔隙体积Vv与固体颗粒体积Vs之比）作e-p或e-lgp压缩曲线。2.压缩性参数⑴压缩系数（a）：压缩曲线上任两点间割线的斜率。（kPa-1或MPa-1）虽然，a越大，说明土的压缩性越高，但a与M1、M2的位置有关，是个变量。因而规范以p1=100kPa、p2=200kPa间的a1-2作为标准来评价土的压缩性。102.2土的压缩性一、土的压缩试验及其参数a1-2（MPa-1）压缩性＜0.1低0.1≤a1-2＜0.5中等≥0.5高

4、⑵压缩指数（Cc）e-lgp曲线上，直线段较长。该直线段斜率即为Cc。a与c的关系：11一、土的压缩试验及其参数（P33式2-3）2.2土的压缩性⑶压缩模量（Es）压缩模量：土在侧限条件下受压时竖向应力与相应的压缩应变之比。e1—应力区间起始点的孔隙比。Es越小（a越大），压缩性越高。12一、土的压缩试验及其参数2.2土的压缩性载荷试验在建筑场地现场进行，属于原位测试。逐级竖向加荷pi，测试相应的变形稳定值Si，作p-si曲线（载荷曲线P34图2-3）。取直线段端点的p、s，用弹性公式，计算E0：（P34式2-6）变形模量（E0）：在无侧限压力条件下岩土体的竖向压应力与相应

5、的竖向应变之比。13二、载荷试验与土的变形模量（E0）2.2土的压缩性P—施加于荷载板上的荷载（kPa）；S—与压力P相对应的沉降量（cm）；b—试验荷载板的边长或直径（cm）；μ—土的泊松比；ω—沉降影响系数，方形荷载板为0.88，圆形荷载板为0.79；E0—土的变形模量（kPa）。14即无侧限条件下变形模量指无侧限受压条件下，垂直压应力与相应压缩应变之比，反应土的变形特性。广义虎克定律：三向受力条件下土体应变为：式2-7式2-8式2-9侧限条件下，土体只能产生竖向压缩，侧向应变εx=εy=0σx=σy=μσz/(1-μ)式2-1015二、载荷试验与土的变形模量（E0）变

6、形模量与压缩模量的关系P34式2-10代入2-9得：式2-11由压缩模量ES定义式2-4结合2-11得：即E0与Es之间的理论关系K0=μ/(1-μ)称土的静止土（或侧）压力系数；定义为：侧限条件下土中水平有效应力与竖向有效应力比。雅克公式：K0=1-sinφ’其中φ’为土的有效内摩擦角。16二、载荷试验与土的变形模量（E0）变形模量与压缩模量的关系P35将地基变形计算深度（或压缩层厚度）内的土层分成薄层；假定无侧向膨胀（单向压缩，可用a，Es）；分别求基础中轴线下各薄层的压缩量（若为大基础或偏心荷载，则需计算轴线两侧端点的压缩量，以便计算其倾斜度）；累加即得总的最终沉降量

7、S∞。设某薄层厚hi，则因Vv缩小而引起的压缩量Si（设土粒不可压缩），可推得：172.3分层总和法（单向压缩法之一）一、计算原理计算基础沉降量的分层总和法适用于各种地质条件和荷载情况，计算指标便于测定，有多年的应用经验。式中：--轴线下i薄层顶、底的平均值；--轴线下i薄层顶、底的平均值；e1--对应的e；e2--+对应的e；a，Es—i薄层在应力~+之间的a和Es。单位：与Es同单位且与a的单位互为倒数，Si与hi同单位S=182.3分层总和法（单向压缩法之一）一、计算原理或或1.计算p0；2.划分薄层：基底以