土力学与地基基础工程 教学配套课件 程建伟 项目三 地基变形的计算.pdfVIP

土力学与地基基础工程 项目三 地基变形的计算 项目三 地基变形的计算 一、土的压缩性 二、基础最终沉降量的计算 三、建筑物沉降观测与地基允许变形值 一、土的压缩性 1.土的压缩试验和压缩曲线 (1)土的压缩试验 土的室内压缩试验亦称固结试验，是研究土压缩 性的最基本方法。 (2)试验结果表示方法 如图3-1、图3-2所示，设土样的初始高度为h 0 ，受压后的高度为h ，s为压力p 作用下土样压缩稳定后的沉降量。 一、土的压缩性 图3-1 压缩仪的压缩容器图 一、土的压缩性 图3-2 压缩试验中的土样孔隙比变化 一、土的压缩性 (3)土的压缩曲线 压缩曲线是室内土的压缩试验成果， 它是土的孔隙比与所受压力的关系曲线。 图3-3 土的压缩曲线 a)e-p 曲线 b)e-lgp 曲线 一、土的压缩性 2.土的压缩性指标 图3-4 曲线中确定压缩系数 一、土的压缩性 (1)压缩系数a 由图3-3可见，密实砂土的e-p 曲线比较平缓，压缩性 较大的软黏土的e-p 曲线则较陡。 1)当a1 ⁃2 ＜0.1MPa-1 时，属低压缩性土。 2) 当0.1MPa-1 ≤a1 ⁃2 ＜0.5MPa-1 时，属中性压缩性土。 3) 当a1 ⁃2 ≥0.5MPa-1 时，属高压缩性土。 (2)压缩指数 当采用e-lgp 曲线，如图3-3所示，可以看到，当压力较 大时，e-lgp 曲线接近直线。 (3)压缩模量Es 根据压缩试验和e-p曲线，可以求得土的另一个压缩 性指标——压缩模量E 。 s 一、土的压缩性 (4)土的变形模量E 土的变形模量E 是土体在无侧限条件下的应力 0 0 与应变的比值。 二、基础最终沉降量的计算 1.分层总和法 (1)基本假定 采用分层总和法计算基础最终沉降量时，通常假定地 基土是一个均匀、等向的半无限空间弹性体，受荷后不发生侧向变 形，即可采用侧限条件下的压缩指标。 图3-5 地基最终沉降的分层总和法 二、基础最终沉降量的计算 (2)计算步骤 将地基变形计算深度z 范围的土划分为若干个分层， n 如图3-5所示，按侧限条件分别计算各分层的压缩量，其总和即为基 础最终沉降量。 1)将地基分层 将基础下的土层分为若干薄层，分层的原则是：① 不同土层的分界面；②地下水位处；③应保证每薄层内附加应力分 布线近似于直线，以便较准确地求出各层内附加应力平均值，一般 可采用上薄下厚的方法分层；④每层土的厚度应小于基础宽度的0.4 倍。 2)计算自重应力 按计算公式σcz= ∑ni=1 γihi计算出竖向自重应力 在基础中心点沿深度z的分布，并按一定比例将其绘于z深度线的左 侧。 二、基础最终沉降量的计算 3)计算附加应力 计算附加应力在基底中心点处沿深度z 的分布，按 一定比例绘在z深度线右侧。 4)确定地基压缩层深度 从理论上讲，在无限深度处仍有微小的附 加应力，但其对土体的压缩作用已不大，可以忽略不计。 5)计算各分层的自重应力、附加应力平均值 可将薄层底面与顶面 的计算值相加除以2 ，即各分层的自重应力平均值σci= σc(i-1)+ σci 2和平均附加应力σzi= σz(i-1)+ σzi2 。