土的压缩性与地基沉降计算课件.ppt

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1、土的压缩性及地基沉降计算第四章本章重点：土的压缩指标确定和地基的最终沉降量计算；土的固结理论土具有压缩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第四章土的压缩性及地基沉降计算土的特点（碎散、三相）沉降具有时间效应－沉降速率§4.1绪论Kiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触第四章土的压缩性与地基沉降计算实例一基坑开挖，引起阳台裂缝第四章土的压缩性与地基沉降计算实例二修建新建筑物：引起原有建筑物开裂第

2、四章土的压缩性与地基沉降计算实例三高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除实例四第四章土的压缩性与地基沉降计算建筑物立面高差过大实例五第四章土的压缩性与地基沉降计算建筑物过长：长高比7.6:1第四章土的压缩性与地基沉降计算实例六第四章土的压缩性与地基沉降计算荷载通过基础传给地基后在地基内产生应力，应力作用下土体会发生变形，地基下沉、侧向或水平位移都属于地基变形。变形是土力学最基本也是最重要的问题之一，过大变形或不均匀变形不仅会降低建筑物的使用价值，还会造成建筑物毁坏。因此，必须控制基础的总沉降量和沉降差。基本

3、概念基础沉降——由于土的压缩性导致基础下沉称为基础沉降。土的压缩性——通常将应力作用下土体积缩小的特性称为土的压缩性。土的固结——土体在外力作用下，压缩随时间发展的过程称为固结。土的压缩性常用压缩性指标描述，压缩性指标可以通过室内试验（如侧限压缩、三轴压缩等）测定，也可以用现场原位试验（如载荷试验、旁压试验等）测定，无论什么方法都应该使试验条件与土的天然状态及荷载作用下土体的实际应力条件一致。§4.1绪论一、土的压缩与固结第四章土的压缩性与地基沉降计算§4.2土压缩的特性土是散粒体结构，其颗粒间的孔隙与它

4、所受到的外力的大小有关。外力增加，土颗粒将重新排列，导致土体发生体积缩小、这种在外力作用下,土体体积缩小的现象称为压缩。外力作用下，土体积缩小的原因：1）土粒本身和孔隙水的压缩2）孔隙气体的压缩变形3）孔隙中的水和气体有一部分向外排出（研究表明：在工程上常遇到的压力（<600kPa）下，土粒本身和孔隙水的压缩量极其微小，可以忽略不计）。对于饱和土来说，其体积变化的原因只可能是由于水从孔隙中排出。由此提出固结的概念固结：土的压缩随时间增长的过程。二、土的单向固结模型第四章土的压缩性与地基沉降计算§4.2土压

5、缩的特性当孔隙水朝一个方向排出时，土的压缩也只在一个方向产生（一般指竖直方向）土的单向固结模型是一个侧壁和底部均不能透水，其内部装置着多层活塞和弹簧的充水容器，如右图。其中弹簧模拟土的骨架，水模拟土中孔隙水，活塞上的小孔模拟土孔隙中的排水条件。测压管用来测量各分层的孔隙水应力的变化孔隙体积减小的本质或机理土的固结过程1）当压力p瞬时施加，即t=0，附加应力全部由水来承担；2）经过时间t，附加应力由弹簧和水共同承担；3）当时间t趋于无穷时，超静孔隙水压力消散，仅剩静孔隙水压力，容器中水不再排出，附加应力全部

6、转化为有效应力，固结完成。注意：由此提出的附加应力引起的孔隙水压力和有效应力都是指超静孔隙水压力和附加有效应力。它们所表示的是土层中孔隙水压力和有效应力的增量。水槽内环环刀透水石土样加载板百分表施加荷载，静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：第四章土的压缩性与地基沉降计算§4.2土的特性侧限压缩仪（固结仪）三、侧限压缩试验第四章土的压缩性与地基沉降计算§4.2土的压缩性室内测试方法假设土体中固体颗粒不可压缩且固体颗粒体积Vs=1，试样的初始孔隙比等于e0，根据孔隙比定义，得到土体初始孔

7、隙体积e0，则初始体积。考虑到受压前后固体颗粒体积不变，压缩后试样体积。试样在刚性护环内不能发生侧向变形，所以受压前后试样截面面积不变，即：01002003004000.60.70.80.91.0eP(kPa)如何根据试验结果求取土样相应孔隙比第四章土的压缩性与地基沉降计算§4.2土的压缩性室内测试方法e-p曲线事实上，不同土体压缩性不同，压缩曲线形状也不同，曲线越陡说明随着压力增加孔隙比降低越快，土的压缩性越大。压缩性大小可以用e-p曲线的切线斜率，即土的压缩系数a描述。为了便于比较，一般统一用和范围内

8、的压缩系数衡量土体压缩性高低。土的压缩系数土的类别a1-2(MPa-1)高压缩性土>=0.5中压缩性土0.1-0.5低压缩性土<0.1e-p曲线缺点：不能反映土的应力历史第四章土的压缩性与地基沉降计算§4.2土的压缩性室内测试方法固结试验结果如果绘制在半对数坐标中，横坐标压力p用对数坐标表示，纵坐标孔隙比e用普通坐标表示，这样的曲线称为e-logp曲线。压力较高时e-logp曲线的斜率为常数，见右图，该斜率称为土的压缩指数e-