土力学基础沉降量计算.pptVIP

【例题】 【例题】 （7）由图4－12(b)根据p1i= σsi和p2i= σsi+ σzi分别查取初始孔隙比和压缩稳定后的孔隙比，结果列于下表。 【例题】 （8）计算地基的沉降量。分别计算各分层的沉降量，然后累加即得 土力学（第九讲） ------基础沉降量计算 土体变形有体积变形与形状变形之分。 本讲只讨论由正应力引起的体积变形，即由于外荷载导致地基内正应力增加，使得土体体积缩小。 在附加应力作用下，地基土将产生体积缩小，从而引起建筑物基础的竖直方向的位移（或下沉）称为沉降。 土的压缩变形常用孔隙比e的变化来表示。 根据固结试验的结果可建立压力p与相应的稳定孔隙比的关系曲线，称为土的压缩曲线。 1.压缩曲线 第1节 概念 压缩曲线反映了土受压后的压缩特性。 1、e～p曲线 2、e～lgp曲线 （二）压缩性指标 式中：av称为压缩系数，即割线M1M2的坡度，以kPa-1或MPa-1计。e1，e2为p1，p2相对应的孔隙比。 1、压缩系数 压缩系数av是表征土压缩性的重要指标之一。在工程中，习惯上采用100kPa和200kPa范围的压缩系数来衡量土的压缩性高低。 《建筑地基基础设计规范》 当av＜0.1MPa-1时 属低压缩性土 当0.1MPa-1≤ av＜0.5MPa-1时 属中压缩性土 当av ≥0.5MPa-1时 属高压缩性土 在较高的压力范围内，e~lgp曲线近似地为一直线，可用直线的坡度——压缩指数Cc来表示土的压缩性高低，即 式中：e1，e2分别为p1，p2所对应的孔隙比。 2、压缩指数 3、其它压缩性指标 除了压缩系数和压缩指数之外，还常用到体积压缩系数mv、压缩模量Es 和变形模量E等。 体积压缩系数mv----定义为土体在单位应力作用下单位体积的体积变化，其大小等于av /(1+e1)，其中，e1为初始孔隙比. 压缩模量Es----定义为土体在无侧向变形条件下，竖向应力与竖向应变之比，即Es=σz /εz，其大小等于1/mv（或1+e1 /av ） 。 Es的大小反映了土体在单向压缩条件下对压缩变形的抵抗能力。 变形模量E----表示土体在无侧限条件下应力与应变之比，相当于理想弹性体的弹性模量，但是由于土体不是理想弹性体，故称为变形模量。E的大小反映了土体抵抗弹塑性变形的能力。 第2节 单向压缩量公式 一、无侧向变形条件下单向压缩量计算假设 （1）土的压缩完全是由于孔隙体积减小导致骨架变形的结果，土粒本身的压缩可忽略不计； （2）土体仅产生竖向压缩，而无侧向变形； （3）土层均质且在土层厚度范围内，压力是均匀分布的 二、单向压缩量公式 二、单向压缩量公式 根据av，mv和Es的定义，上式又可表示为： 第3节 地基沉降计算的e～p曲线法 一、分层总和法简介 上述公式是在土层均一且应力沿高度均匀分布假定下得到的。但通常地基是分层的，自重应力和附加应力也沿深度变化，所以不能直接采用上述公式进行计算。 工程上计算地基的沉降时，在地基可能产生压缩的土层深度内，按土的特性和应力状态的变化将地基分为若干（n）层，假定每一分层土质均匀且应力沿厚度均匀分布。 然后对每一分层分别计算其压缩量Si，最后将各分层的压缩量总和起来，即得地基表面的最终沉降量S，这种方法称为分层总和法。 在理论上，附加应力可深达无穷远，但实际计算地基土的压缩量时，只须考虑某一深度范围内土层的压缩量，这一深度范围内的土层就称为“压缩层”。 对于一般粘性土，当地基某深度的附加应力σz 与自重应力σs之比等于0.2时，该深度范围内的土层即为压缩层；对于软粘土，以σz/σs=0.1为标准确定压缩层的厚度。 ●分层总和法的基本思路是：将压缩层范围内地基分层，计算每一分层的压缩量，然后累加得总沉降量。 ●分层总和法有两种基本方法： e~p曲线法和e～lgp曲线法。（本讲只讲述e~p曲线法） 二、用e～p曲线法计算地基的最终沉降量 （1）根据建筑物基础的形状，结合地基中土层性状，选择沉降计算点的位置；再按作用在基础上荷载的性质（中心、偏心或倾斜等情况），求出基底压力的大小和分布。 二、用e～p曲线法计算地基的最终沉降量 （2）将地基分层： ①天然土层的交界面 ②地下水位 ③每层厚度控制在Hi=2m～4m或Hi≤0.4b，b为基础宽度 二、用e～p曲线法计算地基的最终沉降量 （3）计算地基中土的自重应力分布。 （4）计算地基中竖向附加应力分布。 （5）按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力 二、用e～p曲线法计算地基的最终沉降量 （6）求出第i分层的压缩量。 （7）最后将每一分层的压缩量累加，即得地基的总沉降量