《地基变形计算》PPT课件

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1、第三章地基变形计算对于土体来讲，最常见的变形问题可以用最简单的状态进行模拟：排水状态（饱和土）、不排水－排水状态（非饱和土）。3.1土的变形特征的基本概念压缩性大三相组成，具有碎散性，因而土的压缩性比其它连续介质材料如钢材、混凝土大得多。压缩变形产生的外因1)建筑物的荷载作用2)地下水位大幅度下降3)基底土层扰动4)振动影响，产生振陷5)温度变化，产生冻融6)浸水下沉3.2弹性力学的方法计算最终沉降量按布辛奈斯克公式计算：沉降曲线rSr=P/πr*(1-μ2)/EsP在计算集中力的基础上，按叠加原

2、理，计算其它荷载分布的沉降。压缩变形产生的内因1)固体矿物本身压缩，极小，物理学上有意义2)液相水的压缩，在p=100~600kPa的作用下，不计3)气相的压缩，水与气体被挤出，饱和为排水过程蠕变的影响土体为弹塑性体3.3压缩试验（固结试验）土体在侧限的条件下，只能产生竖向变形；在土体表面上作用着大面积荷载时，适用于该假设。3.3.1试验仪器3.3.2试验方法实际上相当于h与作用荷载的宽度b相比趋于0。3.3.3试验原理设在荷载p1的作用下，土样稳定后的高度为H1，孔隙比为e1；在p2下，稳定高度

3、H2，孔隙比e2。土层不可压缩层∞∞hp0Vv1=e1*VgVv2=e2*VgVgVgH1H2p1p2△HH2/(1+e2)H1/(1+e1)由仪器上按装百分表可测出△H的大小。由于假设固体颗粒的体积不变，有；H1/(1+e1)=H2/(1+e2)=(H1-△H)/(1+e2)变化上式得：e2=e1-△e=e1-△H/H1*(1+e1)变换成一般形式：ei+1=ei-△H/Hi*(1+ei)根据上式，即可得到每级荷载作用下稳定后的孔隙比绘制压缩曲线－e~p曲线3.3.4压缩系数在e~p曲线上取二个

4、应力状态，即：p1、p2，对于的孔隙比为e1、e2，定义：a1-2=(e1-e2)/(p1-p2)0ep/kPae0e1e2p1p2e~p曲线式中a1-2称为第一应力状态到第二应力状态的压缩系数。对于同一土样，其是一变量。物理意义把第一应力状态到第二应力状态的变形路径从曲线简化为了直线，a1-2为该直线的斜率。实际上把弹塑性变形简化为了弹性变形了。3.3.5压缩模量Es(MPa)Es1～2=△p/(△H/H1)=(1+e1)/a1-23.3.6压缩指数Cc根据压缩试验成果，绘制e~lgp曲线，它的

5、后半段接近直线，其斜率Cc称为土的压缩指数，以便于应用。地基土按a1-2分类当取第一应力状态为100kPa，第二应力状态为200kPa时，根据（GB50007）规范按下列标准分类：压缩性分类低压缩性土中等压缩性土高压缩性土a1-2/MPa-1a1-2<0.10.1≤a1-2<0.5a1-2≥0.50elgpe0e1e2p1p2斜率CcCc=(e1-e2)/(lgp1-lgp2)=(e1-e2)/lg(p1/p2)3.5.7土的回弹曲线和再压缩曲线e0~e0`：残余变形，塑性变形e`~e0`：恢复变

6、形，弹性变形p/kPalgp0ee0e0`pi0ee0e0·pi压缩曲线回弹曲线再压缩曲线再压缩曲线压缩曲线e`回弹曲线3.4载荷试验载荷试验是最常用的一种地基土或基桩的原位试验方法。其主要用于确定天然地基、或复合地基、或基桩的承载力及压缩模量。3.4.1试验设备反力装置地锚法：以若干个地锚作为反力装置；堆载法：以铁块、砼块放置在承载台上作为反力：锚桩法：把加压架固定在基桩上作为反力。加压装置油泵①加压，千斤顶向承压板施加荷载，地基土变形，千斤顶内油压变小，②补油，记录。循环进行。千斤顶油泵油压自

7、动反馈仪器记录仪②①③④承压板反力装置百分表、位移传感器记录装置百分表、位移传感器等。记录仪表。承载板（圆形或方形）0.25或0.5m2。3.4.2试验方法试坑的大小不小于承压板直径的3倍。加荷等级不少于8级，最大加荷不小于设计荷载的2倍。第一级荷载可加等级荷载的2倍。试验方法快速法：2h加一级荷载，共加8级；稳定法；连续2h的S<0.1mm/h后开始加下级荷载。3.4.3终止试验的条件地基土据《建筑地基基础设计规范》(GB50007)。（1）承压板周围的土明显侧向挤出；（2）沉降急剧增大，P--

8、S曲线出现陡降段；（3）24h内，沉降随时间近等速或加速发展；（4）s/b≥0.06；s/b≥1/12。当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。3.4.4载荷试验曲线及应用承载力特征值fak的确定：（1）拐点法按比例界限取值；（2）相对沉降法按s/d取值。陡降段缓变形曲线0p/kPaS/mmp01p0.01pu1S/b=0.01直线段fak=p0当pu<2p0时，取：fak=pu/2缓变形曲线fak不能按以上二种方法确定时，当承压板的面积为0.25~0.50m2，