土的压缩性与地基沉降计算.ppt

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1、地基变形的计算第三章工程实例§3地基变形的计算（墨西哥城）地基的沉降及不均匀沉降Kiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触基坑开挖，引起阳台裂缝修建新建筑物：引起原有建筑物开裂高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除建筑物立面高差过大建筑物过长：长高比7.6:1土具有压缩性荷载作用地基发生沉降荷载大小和分布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概述§3地基变形的计算土的特点（碎散、三相）沉降具有时间效应－沉降速率压缩性测试最

2、终沉降量一维压缩一维固结沉降速率三维固结修正复杂条件下的计算公式简化条件§3地基变形的计算§4.1土的压缩性和压缩性指标§4.2地基的最终沉降量计算室内试验室外试验侧限压缩、三轴压缩等荷载试验、旁压试验等概述较复杂应力状态？§4.3建筑物的沉降观测与地基容许变形值主线、重点：一维问题！建筑物安全土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性压缩量的组成固体颗粒的压缩土中水的压缩空气的排出水的排出占总压缩量的1/400不到，忽略不计压缩量主要组成部分说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果无粘性土

3、粘性土透水性好，水易于排出压缩稳定很快完成透水性差，水不易排出压缩稳定需要很长一段时间土的固结：土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程§3地基变形的计算§3.1土的压缩性和压缩性指标注意：压缩和固结的区别在于压缩是一种性质，而固结是一种现象；而他们之间的联系是土的固结这种现象产生的本质就是因为土具有压缩性土的压缩实验土体的变形计算必须要取得土的压缩性指标，可以通过室内侧限压缩试验和现场原位试验得到。室内压缩试验亦称固结试验，是研究土压缩性最基本的方法水槽内环环刀透水石试样传压板百分表施加荷载，静

4、置至变形稳定逐级加大荷载测定：轴向应力轴向变形试验结果：p-s-e注意：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，不产生侧向变形现场载荷试验的原理：是在待测土体上放置一圆形或方形的具有一定刚性的载荷板，在其上逐级施加静载，观测载荷板的相应沉降，直到土体达到破坏，绘出荷载和沉降的关系曲线，据以计算或评价土体承载力、变形模量等。1－承压板2－千斤顶3－百分表4－平台5－支墩6－堆载地基土现场载荷试验图土的压缩曲线土的压缩变形常用孔隙比的变化来表示根据固结试验的结果可建立压力与相应

5、的稳定孔隙比的关系曲线即土的压缩曲线两种绘制方法1，普通直角坐标绘制2，半对数直角坐标绘制注意：所谓的稳定并不是指固定不变，仅针对附加应力完全转化为有效应力而言土的压缩指标1，压缩系数定义：压缩曲线的斜率公式：评价标准：通常采用压力由p1＝100kPa增加到p2＝200kPa时所得的压缩系数评定压缩性时，低压缩性土时，中压缩性土时，高压缩性土2，压缩模量定义：在侧限条件下，土样受压方向上的压应力变量与相应压应变变量的比值称为压缩模量公式：评价标准：压缩模量与压缩系数成反比关系时，低压缩性土时，中压

6、缩性土时，高压缩性土3，变形模量定义：在无侧限条件下，土样受压方向上的压应力变量与相应压应变变量的比值称为变形模量关系：评价标准：压缩模量与变形模量成正比关系他们之间可以换算，但是是纯理论的工程意义：在现场进行原位测定，能较好的反映土在天然状态下的压缩性地基变形特征1，沉降量：基础中心的沉降量2，沉降差：相邻单独基础的沉降量的差值3，倾斜：基础倾斜方向两端点的沉降差4，局部倾斜：承重结构沿纵墙6-10米内基础两点间的沉降差与其距离的比值定义地基土层在建筑物荷载作用下不断产生压缩，直至压缩稳定后地基

7、表面的沉降量称为地基的最终沉降量。原因其外因主要是建筑物荷载在地基中产生附加应力；内因是土孔隙发生压缩变形，引起地基沉降。目的判断地基变形值是否超出允许的范围，以便在建筑物设计时，采取相应的工程措施，保证建筑物的正常使用。方法工业与民用建筑中通常用分层总和法和规范法，还有弹性理论法和数值计算法。§4.2地基最终沉降量计算分层总和法分层总和法的基本假设：1，地基是均质、弹性2，地基土不产生侧向变形，以基础中点沉降量代替基础沉降量分层总和法的基本思路：将压缩层范围内地基分层，计算每一分层的压缩量，然后

8、累加得总沉降量分层总和法的基本步骤：分层——计算每层土的自重应力和附加应力——计算各分层界面上的平均自重应力和平均附加应力——确定计算深度——计算各分层的压缩量——计算深度范围内地基的总变形量规范法（应力面积法）规范法的原理：一般按地基土的天然分层面划分计算土层，引入土层平均附加应力的概念，通过平均附加应力系数，将基底中心以下地基中深度范围的附加应力按等面积原则化为相同深度范围内矩形分布时的分布应力大小，再按矩形分布应力情况计算土层的压缩量，各土层压缩量的总和即为地基的计算沉降量。