土的固结沉降

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1、------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx土的固结沉降【精品文档】土的固结与沉降consolidationandsettlementofsoil     tLJdegLJJIeyueher1Jlong土的固结与沉降(consolidationandSett-lementof5011)固结是饱和土体在应力作用下，水从孔隙中排出，压缩变形量随时间而增长的全过程。沉降是在应力作用下土体发生压缩或剪切变形而引起的垂直位移。在饱和

2、土固结过程中，开始作用的应力全部由孔隙水所承担，随着孔隙水的排出和体积的压缩，土中超孔隙水压力消散，粒间有效应力相应增长，直至超孔隙水压力全部转化为有效应力为止。固结的快慢取决于土的渗透性和排水条件，透水性低、排水途径长则固结过程慢。所有粗粒土和低饱和度的细粒土，在应力作用下的固结过程极快;而对饱和或接近饱和的细粒土则需考虑固结过程中其力学性质的相应变化。土的固结(l)主固结与次固结。主固结是超孔隙压力消散和有效应力增长的过程。在主固结结束后，在有效应力基本不变情况下，由于土骨架蠕变而引起的缓慢体积压缩过程称为次固结。对软勃土、淤泥等土层，次固结引起的沉降量可占较大比

3、重，不可忽视。(2)先期固结压力和超固结比。土体内某点在历史上曾经受过的最大垂直压力称为先期固结压力P。，可以从压缩试验的产logP曲线上求得。它和该点现有的有效垂直压力P。之比称为超固结比伙了R。‘x〕R一1为正常固结，表示土体在上覆土重压力下正好完全固结;‘灭，R>1为超固结，表示土体在历史上曾承受过的最大压力超过现存的上覆土重压力洲〕(〕R<1为欠固结，表示土体在上覆土重压力下尚未完全固结。这3种不同固结历史的土的固结和压缩特性有很大差别。(3)固结理论。用于进行土体在应力作用下孔隙水压力消散过程的计算。常用的是K.太沙基(K.Te-rzaghi)的单向固结理论

4、，它假设:土是均质、饱和的;土骨架和水是不可压缩的;固结过程中土的渗透系数k和压缩系数a之比为常数;渗流服从达西(H.P.G.Darcy)定律;载荷瞬时施加;只能沿垂直方向单向排水和发生压缩。由此导出固结微分方程。.典_鱼了护咨~IJ(1)方程的解为u一f(，I’v.2)(2)式中“为研究点的超静水压力;:为研究点在地面以下深度;t为瞬时加载后经历的时间;Cv一k(l+。l)/(y、a)为固结系数，了，为水的容重，尸、为土层固结前的初始孔隙比;T，一Cvt/HZ为时间因子.月为最大排水距离。用上式解出某一时刻t时z深度处某点的孔隙水压力，它与固结前的起始孔隙水压力之比

5、为l时刻该点的固结度，再根据各点的固结度算出整个土层的平均固结度。M.A.比奥(M.A.Bi以)于1941年提出了三向固结理论。该理论考虑了三向变形、三向排水条件及土体内主应力和为非常数的特点.将变形和渗流祸合而得出精确解。由于计算十分繁复，仅在近代计算技术和电子计算机发展的条件下，三向固结理论才开始用于工程实践简化三向固结微分方程，并求得近似解。土体沉降土体在应力作用下发生的垂直变形.可以分为瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降。瞬时沉降为加荷瞬间因剪切变形而引起的沉降.主固结沉降和次固结沉降则相应于主固结和次固结过程中发生的沉降。一般戮性土层以主固结沉降为主，砂性土层

6、固结【精品文档】【精品文档】很快，瞬时沉降和主固结沉降区分不开。计算的沉降量和不均匀沉降必须小于各类建筑物的允许值，以保证安全和正常运行。最常用的沉降计算方法是基于弹性理论的分层总和法，即土层的总沉降量S等于各分层沉降量5.之和。“一沙一菩架若介从一荟价瓦(”沙一”】’‘云(3)式中H为!层土的厚度;a一一少/△户一(约一‘)/(P2一Pl)，为!层土的压缩系数;自，心，PI.八分别为i层土起始和终了时的孔隙比和垂直有效压力，由压缩曲线得出。由于土体沉降一般具有三向性质，不考虑侧向变形的分层总和法计算结果往往与实测值有较大差别，有必要加以修正。【精品文档】