第4章土的压缩性和地基沉降计算(免费阅读).pptVIP

压缩试验 压缩仪示意图 单向固结微分方程 　　取一断面为dxdy，厚度为dz的微元体，令Vs=1。 　　则外荷载施加后某时刻t流经该单元体水量变化有下面关系 饱和土层的固结过程 根据达西定律 取偏导 显然 因此 计算步骤 (a)用坐标纸绘图 (b)计算原地基中自重应力分布 (c)基底接触压力 (d)计算基底平均附加应力 (e)沉降计算分层 σsz从地面算起； 中心荷载 偏心荷载 取0.4b或1-2m分层,但要考虑其它因素 (f)确定地基中附加应力?z分布 (g)确定地基受压深度 (h)计算各层土的压缩量 (i)计算地基沉降量 ① 一般土层： ② 软粘土层： ③ 一般房屋基础：Zn=B(2.5-0.4lnB)； ④ 基岩或不可压缩土层。 以线段Mm表示 例题 4-1 例题 4-2 分层总和法讨论 优点: 概念明确,计算过程及指标选取简便,适合不同地基土层情况. 存在问题: 1.单向压缩的e-p曲线,与实际地基受力情况不一样; 2.压缩指标取常数和实际情况有出入; 3.压缩层厚度的确定属于半经验的，无理论根据. 经验修正系数ms ms与压缩模量有关，可查表得到 《地基基础规范》方法 实际上是简化的分层总和法 由《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）提出 分层总和法的另一种形式 沿用分层总和法的假设，并引入平均附加应力系数和地基沉降计算经验系数 成层地基中第 i 分层的沉降量的计算公式: 地基最终沉降量计算公式: 地基沉降计算深度zn zi △z zi-1 5 3 4 6 1 2 b 第n层 第i层 式中，s为最终地基沉降量 s’为分层总和法计算出的地基最终沉降量 Ψs 为经验系数，可查表得到 地基基础规范法计算公式的推导 (1)第I层土压缩量由分层总和法得到 (2)附加应力面积 故 (3)平均附加应力系数 (4)第I层土压缩量表达为 (5)地基总沉降 (6) 地基基础规范法计算公式 地基沉降深度 (a)无相邻荷载基础中点下 (b)存在相邻荷载影响 应满足下式要求 分层 总和 法与 地基 基础 规范 法之 比较 例4-3 土的回弹与再压缩 p e 弹性变形 塑性变形 a d b c b? 压缩曲线 回弹曲线 再压缩曲线 1.土的卸荷回弹曲线不与原压缩曲线重合，说明土不是完全弹性体，其中有一部分为不能恢复的塑性变形 2.土的再压缩曲线比原压缩曲线斜率要小得多，说明土经过压缩后，卸荷再压缩时，其压缩性明显降低 应力历史对地基沉降的影响 定义： 一次性逐级加荷至土样压缩稳定测得的沉降与压力的关系曲线称为压缩曲线。 压缩曲线 再压缩曲线 回弹曲线 显然对于某一压力 时，对应于三条曲线上三个点,表明土体受应力历史的影响。 e-lgp曲线 土的应力历史：土体在历史上曾经受到过的应力状态 先期固结压力pc ：土在其生成历史中曾受过的最大有效固结压力 超固结比OCR ：先期固结压力与土自重压力的比，表示为 天然土的应力历史 土层的先期固结压力对其固结程度和压缩性有明显的影响，用超固结比可描述土层的应力历史，将粘性土进行分类 OCR=1：正常固结--天然土在地质历史上受到的固结压力等于目前上覆压力 OCR1：超固结—天然土在地质历史上受到的固结压力大于目前上覆压力 OCR1：欠固结—土在地质历史曾压缩稳定，固结完成，但以后由于某原因继续沉积或加载 相同σs 时，一般OCR越大，土越密实，压缩性越小 天然土层的三种固结状态 前 期 固 结 压 力 的 确 定 确定先期固结压力步骤如下： (1)从e~logp曲线上找出曲率半径最小的一点A，过A点作水平线A1和切线A2; (2)作?lA2的平分线A3,, 与 e~logp 曲线中直线段的延长线相交于B点; (3)B点所对应的有效应力就是先期固结压力pc。 卡萨格兰德经验法 现场原位压缩曲线 正常固结土： ① 确定先期固结压力pc ② 过e0 作水平线与pc作用线交于a,再由e-lgp曲线直线段向下延伸至横坐标交于b点；或者采用下一方法 以0.42e0 在压缩曲线上确定b/点，a b/ 延长线交于横坐标轴 考虑应力历史影响的地基最终沉降量计算： 正常固结土 欠固结土 超固结土 ，分两种情况 　　两种情况分别计算后，叠加在一起之和，即为总的沉降量。 饱和土的渗透固结 在荷载作用下，土体中产生超静孔隙水压力，在排水条件下，随着时间发展，土体中水被排出，土体孔隙比减小；超静孔隙水压力逐步消散