《地基变形》PPT课件(I)

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1、第六章地基变形§6.2地基变形的弹性力学公式§6.3基础最终沉降量§6.4路基的沉降和位移§6.5地基变形与时间的关系主要内容第六章地基变形基础最终沉降量按分层总和法单向压缩基本公式的计算、基础最终沉降量按规范修正公式的计算饱和土的有效应力原理熟悉太沙基一维固结理论基本原理和概念地基固结度、地基固结过程中的变形量重点掌握内容§6.1概述建筑物未建之前地基中自重应力建筑物在建造过程及竣工，建筑物的荷载传给地基使地基中的应力状态发生变化产生形变x使地基土侧向变形z使地基土竖向变形xz使地基土剪切变形上部结构差异地基不均匀性导致基础产生不均匀沉降使上部结构产生次应力引起

2、结构裂缝倾斜倒塌由于不均匀沉降工程失事举例：由于不均匀沉降工程失事举例：墨西哥城的下沉土层中地下水位的下降，使其中有效应力增高，并进一步导致地基的沉降，墨西哥城是一个典型的例子。该城约自1850年开始抽取地下水，在1940～1974年间达到高峰，共有3000眼浅水井和200眼深水井（>100m），抽水速度约为12m3/s。由于过度抽水而且墨西哥城的墨西哥粘土是一种高压缩性土，至使自1891～1973年，整个老城下沉达8.7m，并造成地面道路、建筑及其它基础设施的破坏。1951年后，当地政府开始采取措施控制地下水的抽取，使沉降速度由460mm/年（1950）降到了50～7

3、0mm/年。图为墨西哥城的一幢建筑，可清晰地看见其发生的沉降及不均匀沉降。该地的土层为深厚的湖相沉积层，土的天然含水量高达650％，液限500%，塑性指数350，孔隙比为15，具有极高的压缩性。图是墨西哥城的一座圣母教堂，因地表不均匀下沉使其发生严重倾斜，并成为危房。接吻的筒仓这两个筒仓是农场用来储存饲料的，建于加拿大红河谷的粘土层上，由于两筒之间的距离过近，在地基中产生的应力发生叠加，使得两筒之间地基土层的应力水平较高，从而导致内侧沉降大于外侧沉降，仓筒向内倾斜。比萨(Pisa)斜塔意大利比萨斜塔自1173年9月8日动工，至1178年建至第4层中部，高度29m时，因塔

4、明显倾斜而停工。94年后，1272年复工，经6年时间建完第7层，高48m，再次停工中断82年。1360年再次复工，至1370年竣工，前后历经近200年。该塔共8层，高55m，全塔总荷重145MN，相应的地基平均压力约为50kPa。地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层。由于地基的不均匀下沉，塔向南倾斜，南北两端沉降差1.8m，塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5o，成为危险建筑。示意图中所示为通过在塔北侧下部钻孔取土的方法对塔纠偏的技术方案。虎丘塔苏州虎丘塔，建于五代周显德六年至北宋建隆二年（公元959～961）期间，7级八角形砖塔，塔底直径13.66m，高47.5m，

5、重63000kN。其地基土层由上至下依次为杂填土、块石填土、亚粘土夹块石、风化岩石、基岩等，由于地基土压缩层厚度不均及砖砌体偏心受压等原因，造成该塔向东北方向倾斜。1956～1957年间对上部结构进行修缮，但使塔重增加了2000kN，加速了塔体的不均匀沉降。1957年，塔顶位移为1.7m，到1978年发展到2.3m，重心偏离基础轴线0.924m，砌体多处出现纵向裂缝，部分砖墩应力已接近极限状态。后在塔周建造一圈桩排式地下连续墙，并采用注浆法和树根桩加固塔基，基本遏制了塔的继续沉降和倾斜。§6.2地基变形的弹性力学公式6.2.1地基表面沉降的弹性力学公式S=（1-2）

6、bp/E06.2.2刚性基础倾斜的弹性力学公式各种沉降影响系数(角点法)圆形基础≈tan=6矩形基础1-2E0Peb31-2E0Peb3≈tan=8k刚性基础倾斜为了弥补假定所引起误差，取基底中心点下的附加应力进行计算，以基底中点的沉降代表基础的平均沉降§6.3基础最终沉降量6.3.1分层总和法计算最终沉降量地基最终沉降量地基变形稳定后基础底面的沉降量1.基本假设地基是均质、各向同性的半无限线性变形体，可按弹性理论计算土中应力在压力作用下，地基土不产生侧向变形，可采用侧限条件下的压缩性指标△p∞∞可压缩土层H2H1s土层竖向应力由p1增加到p2，引起孔隙比

7、从e1减小到e2，竖向应力增量为△p2.单一压缩土层的沉降计算e1由原始应力p1从e-p曲线查取的孔隙比e2由p2=p1+△p从e-p曲线查取的孔隙比分别计算基础中心点下地基中各个分层土的压缩变形量△si,基础的平均沉降量s等于△si的总和3.单向压缩分层总和法ei土的压缩应变e1i——由第i层顶面、底面的自重应力平均值从土的压缩曲线上得到的相应孔隙比e2i——由第i层的自重应力平均值与附加应力平均值之和从土的压缩曲线上得到的相应孔隙比4.单向压缩分层总和法计算步骤1)按比例绘制地基、基础剖面图4)(1)计算基础中心点下地基各分层界面自重