土的压缩性和地基沉降计算.ppt

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1、4地基变形计算1目录4.1土的压缩性4.2地基最终沉降量计算4.3地基沉降与时间的关系4.4固结沉降随时间变化的计算2土的压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性。基本概念当压力在100~600kPa时，土颗粒与水的压缩量很小，可以忽略不计。在压力作用下，土体压缩的实质是土孔隙体积的减小。土的固结——土的压缩随时间而增长的过程。4.1土的压缩性3重要研究内容——土体压缩性的大小室内压缩试验土的压缩性指标压缩的实质：就是孔隙中的水和空气被挤出土体的过程。44.1.1室内侧限压缩性试验及压缩性指标1.室内侧限压缩性试验室内侧限压缩仪特点：只有竖向变形，而无侧向变形——完全

2、侧限条件加压活塞刚性护环环刀底座透水石透水石荷载——分级施加5室内压缩试验原理Vv0=e0VsVv1=e1VsPVsVsH0H1S孔隙比e0=P——S——e假设：土样横截面积为1，则加荷前土粒体积＝加荷后土粒体积6室内压缩试验曲线e—P曲线e—logP曲线7同一种土，在不同荷载等级下的压缩性是不同的。在相同荷载下，不同土的压缩量或孔隙比减小程度也不同，e-P曲线越陡，土越容易被压缩。结论：e-P曲线上任意一点的斜率代表了土在对应荷载P时的压缩性大小。2.压缩性指标e—P曲线8（1）压缩系数a——表示单位压应力引起的孔隙体积变化单位：MPa-1在压缩曲线中以曲线上两

3、点连线的斜率表示压缩系数。(负号表示随着压力P的增加e逐渐减小)压缩定律：在压力范围不大时，孔隙比的减小值与压力的增加值成正比。9为了统一标准，实用上采用e-P曲线上P1=100kPa和P2=200kPa所对应的压缩系数a1-2。用压缩系数评价土的压缩性10根据a1-2来评价土的压缩性大小：当a1-2<0.1MPa-1时，属低压缩性土；当0.1MPa-1a1-2<0.5MPa-1时，属中等压缩性土；当a1-20.5MPa-1时，属高压缩性土。用压缩系数评价土的压缩性的标准0.10.5MPa-1低中等高a1-211（2）压缩指数Cce-logP曲线的后段接近为直

4、线，其斜率Cc称为压缩指数。用Cc评价土的压缩性0.20.4低中等高Cc12定义：土在完全侧限压缩条件下竖向附加应力增量与相应应变增量之比，也称侧限压缩模量。（单位：MPa）3.压缩模量Es13用Es判断土的压缩性——常用Es（1-2）基本原则:Es越小，土的压缩性越高。判别标准：Es<4MPa时，称为高压缩性土；4MPaEs20MPa时，称为中等压缩性土；Es20MPa时，称为低压缩性土。420MPa低中等高Cc144.1.2现场荷载试验及变形模量E1.现场载荷试验：通过承压板对地基土分级施加压力P，观测相应的变形S，根据试验结果绘制P-s曲线，判断土的变

5、形特性。加荷稳压装置反力装置观测装置152.变形模量E0定义：土体在无侧限条件下（即三向应力条件下）的应力与应变的比值。弹性理论解答确定方法：现场载荷试验。s1P1如果P-s没有直线段，建议对中、高压缩性土取S1=0.02b及其对应荷载P1、对砂土及低压缩性土取S1=（0.01～0.015）b及其对应荷载P1代入上式计算。16变形模量E0与压缩模量Es的关系土的侧膨胀系数µ（泊松比）：无侧限条件下受压时，侧向应变与竖向应变的比值；土的侧压力系数K0：侧限条件下受压时，侧向应力与竖向应力的比值；广义虎克定律174.2地基最终沉降量计算最终沉降量——地基土层在上部结构

6、荷载作用下达到压缩稳定时基础底面的沉降量。常用计算方法——分层总和法、规范法计算原理——薄压缩层地基沉降计算需满足的条件：（1）薄压缩层H<0.5b(b为基础宽度)；（2）σz近似沿深度成直线分布。结论：一维压缩——室内侧限压缩试验成果184.2.1分层总和法1.分层总和法假设：（1）基底附加压力p0是作用在地表的局部柔性荷载，对非均质地基，由其引起的附加应力可按均质地基计算；（2）只考虑竖向附加应力使土层压缩产生的地基沉降；（自重应力下的沉降已完成）（3）土层压缩时地基土不发生侧向变形，即完全侧限条件，可采用侧限压缩试验的结果。19将地基划分为薄压缩层，采用土层

7、一维压缩变形量的基本计算公式，分别计算基础中心点下各薄层的变形量，最后求将各土层的压缩变形量总和。2.基本原理203.计算步骤1）分层：将基底以下土分成若干薄层，分层原则：天然土层界面和地下水位必须作为分层界面；各分层厚度满足:Hi≤0.4B；2)计算基底中心点下各分层界面的自重应力σcz和附加应力σz；并绘制应力分布曲线；3）确定地基沉降计算深度Zn—应力比法满足σzn=0.2σczn的深度Zn可作为压缩层的下限对于高压缩性土则应满足σz=0.1σcz在沉降计算深度范围内存在有基岩时，可取至基岩表面为止。214)计算各分层土的平均自重应力和平均附加应力：5)令按

8、各分层的e