《地基变形》PPT课件

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1、主讲教师：邱明国开课单位：土木工程学院岩土与地下工程教研室日期：2009年3月地基变形计算本章特点有一些较严格的理论有较多经验性假设和公式强调物理意义及实际应用主线：一维压缩问题工程中的假定应力历史及先期固结压力不同条件下的总沉降量计算主要难点学习要点工程实例问题：沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。墨西哥某宫殿地基：20多米厚的软粘土§3.1概述§3.1概述由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触Kiss基坑开挖，引起阳台裂缝§3.1概述§3.1概述修建新建筑物：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§3.1概述建筑物立面高

2、差过大§3.1概述建筑物过长：长高比7.6:147m3915019419917587沉降曲线(mm)土具有变形特性荷载作用地基发生沉降荷载大小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§3.1概述土的特点（碎散、三相）沉降具有时间效应－沉降速率§3.1概述变形特性及测试方法最终沉降量一维压缩一维固结沉降速率多维固结修正复杂条件下的计算公式简化条件主线、重点：一维问题！§3.1概述§3.3地基的最终沉降量计算§3.4饱和土体的渗流固结理论室内试验室外试验侧限压缩、三轴压缩等荷载试验、旁压试

3、验等§3.1概述§3.2土的压缩性及测试方法较复杂应力状态？§3.2土的压缩性及测试方法土的压缩性:土在压力作用下体积减少的特性称为土的压缩性。常规的建筑物荷载作用下，土中的压力一般为100〜400kPa，在如此小的压力下，土颗粒本身是不会被压缩的，土体体积所以缩小，主要是由于其孔隙体积减小所至；由于其孔隙体减小，导致孔隙比值发生变化，土体所受压力与孔隙比之间存在着某种相关关系，我们的目的就是要找到e〜p之间的表达式。一、压缩试验压缩试验又称固结试验，是在完全侧限条件下进行的，所用的仪器称为压缩仪或固结仪。构造如图：施加荷载，静置至变形稳定逐级加大荷载

4、试验结果：1、试验原理侧限压缩试验测定：轴向应力轴向变形透水石试样内环台面支架p(kPa)50100200300S(mm)0.300.350.460.57外壁环刀传压板P百分表固结容器：环刀、护环、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2、侧限压缩仪（固结仪）支架加压设备固结容器变形测量§3.2土的压缩性及测试方法侧限压缩试验压缩试验是在完全侧限条件下进行的，得到的是土样所受到的压力p与DS轴向变形量之间的关系。即：该试验在土样直接量测的参数是轴向变形量DS。与用集中力不能确切反映材料的受力特性类似，单纯的轴向变形量DS

5、没有大的实用价值。实用中经常用到的是土样所受到的压力p与孔隙比e之间的相关关系。即经常用到的是e~p曲线而不是p~S曲线。压力与孔隙比间的关系设某土样，初始状态为1，相应的H1、VS1、VV1，§3.2土的压缩性及测试方法侧限压缩试验如何将p~S曲线换算成e~p曲线呢？土粒VV2pVS2H1H2DS加荷后，状态为2，相应的H2、VS2、VV2，压缩量为DS，压缩前：V1=VS1+VV1=VS1(1+e1）=H1A1,A1=VS1(1+e1)/H1压缩后：V2=VS2+VV2=VS2(1+e2）=H2A2,A2=VS2(1+e2)/H2其中的A1、A2分

6、别为土样变形前后的横截面面积，e1、e2分别为变形前后的孔隙比；§3.2土的压缩性及测试方法VV1孔隙VS1土粒固体颗粒侧限压缩试验土样在完全侧限条件下压缩，受荷前后其横截面面积相等，因此VS1(1+e1)/H1=VS2(1+e2)/H2土粒本身不会被压缩，即VS1=VS2,所以侧限压缩试验通过S作中间变量，间接的建立了e∼p之间的关系。即二、压缩曲线及压缩性指标建立坐标系，描点得e～p曲线，称为压缩曲线。1.压缩曲线(kPa)01002003004000.60.70.80.91.0（1）压缩系数a2.一维压缩性指标压缩曲线及压缩性指标表示曲线陡、缓程

7、度的参数。a值的大小表示了e～p曲线的陡、缓程度，反映了土体压缩性的高低。但同一种土取不同的p值，对应着不同的a值用于工程计算时，应按照实际的压力间隔值选取p1、p2，一般p1取自重应力，p2取自重应力和附加应力之和，(kPa)01002003004000.60.70.80.91.0压缩系数，kPa-1，MPa-1工程上可以根据a值的大小来判别土体压缩性的高低。当用a值判别土体的压缩性高低时，规范规定：p1=100kPa、p2=200kPa，相应的压缩系数记为a1-2。a1-2仅能用作比较、判别土的压缩性大小压缩曲线及压缩性指标不能用于沉降量计算！土的

8、类别a1-2(MPa-1)高压缩性土≥0.5中压缩性土0.1≤a1-2<0.5低压缩性土<0.