土的压缩性和地基沉降计算解析.ppt

4 地基变形计算 目录 4.4.2 固结度（Ut）计算 －－地基土在一定压力强度作用下，经过某段时间 t 所发生的沉降量与最终沉降量的比值称为土层的固结度。 　　上式第二项的级数收敛很快，当　　　　　时可近似地取其中第一项，即 　　以上讨论的是均质饱和土单向排水、荷载一次作用于土体上、附加应力沿土层厚度均匀分布的情况。事实上，也适用于双面排水、附加应力直线分布（不仅仅是均匀分布）的情况。 （1）单面排水时 常见计算条件 实践背景： H小，p大 自重应力 附加应力 自重应力 附加应力 压缩土层底面的附加应力还不接近零 计算方法： 不透水边界 透水边界 查图4-15 （2）双面排水时 透水边界 应力分布： 1 2 5 3 4 基本情况： 透水边界 H 　无论哪种情况，均按情况1计算； 　压缩土层深度H取1/2值。 图4-15　固结度Ut与时间因数TV的关系曲线 有关沉降－时间的工程问题 1、求某一时刻t的固结度与沉降量 2、求达到某一固结度所需要的时间 3、根据前一阶段测定的沉降－时间曲线，推算以后的沉降－时间关系 1、求某一时刻t的固结度Ut与沉降量St t Tv=Cvt/H2 St=Ut S? 2、求达到某一沉降量St(固结度Ut)所需要的时间t Ut= St /S? 从 Ut 查表（计算）确定 Tv 3、根据前一阶段测定的沉降－时间曲线, 推算以后的沉降－时间关系 对于各种初始应力分布，固结度均可写成： 已知： t1－S1－Ut1 t2－S2－Ut2 公式计算?，? 计算t3－S3－Ut3 例：有一饱和粘土，厚度为10m，在大面积荷载p0=120kPa作用下，该土层的初始孔隙比e1=1.0，压缩系数a=0.3MPa-1，渗透系数k=0.018m/a，求饱和粘土层在单面排水条件下地基沉降量与时间的关系。 s/mm t/a 解题思路： 解： 最终沉降量 附加应力比 假定Ut=20%、40%、60%、80%、90% 大面积堆载试验时，在堆载中心点下，用分层沉降仪测各土层顶面的最终沉降量和用孔隙水压力计测得的各土层中部加载时的起始超孔隙水压力值均见下表: 根据实测数据可以反算各土层的平均模量，指出第③层土的反算平均模量最接近下列哪个选项？ (A)8.0 Mpa；(B)7.0Mpa；(C)6.0 Mpa；(D) 4.0 MPa 土的压缩性测试方法 一、侧限压缩试验及其表示方法 一维压缩性及其指标 一、e -σ′曲线 二、e - lgσ′曲线 三、原位压缩曲线 一、地基最终沉降量分层总和法 二、地基最终沉降量规范法 地基的最终沉降量计算 一、太沙基一维固结理论 二、固结度的计算 三、固结沉降随时间的变化关系 四、与固结有关的工程问题 饱和土体的渗流固结理论 小结 zn＝6.0m ① ② ③ 3.4 γsat=18.2kN/m3 γ=16.0kN/m3 ④ 1.2 1.2 1.6 2.0 d=1 F=1400kN 16.0 35.2 54.4 83.9 67.5 94.0 84.0 57.0 31.6 16.8 4) 计算各分层土的平均自重应力和平均附加应力： 5) 按各分层的e-p曲线由p1和p2查出相应的孔隙比 6）根据不同的压缩性指标，计算各分层的沉降量Si 7）求和∑Si，计算总沉降量S 6.1 24.2 0.97 0.25 2.0 4 9.0 44.3 0.97 0.25 1.6 3 12.9 70.5 0.97 0.3 1.2 2 16.3 89.0 0.97 0.3 1.2 1 沉降量 si(mm) 平均附加应力σzi 孔隙比e1 土的压缩系数a/MPa-1 土层厚度 hi(m) 土层编号 地基沉降计算表 分析讨论——实际沉降观测与计算结果对比： 坚硬地基，分层总和法计算的沉降量比实测值显著偏大； 软弱地基，计算值比实测值显著偏小。 产生原因： 采用基底中心点处σz(偏大)； 假设无侧向变形； 取土样与试验环节上的影响； 没考虑地基基础与上部结构的共同作用。 解决办法：经统计引入沉降计算经验系数?s 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011推荐法 分层总和法虽然概念明确，但计算工作繁重，且对于高压缩性地基与低压缩性地基计算出的最终沉降量与实际情况有较大差异。 实际情况： (1) 大多数地基的可压缩土层厚度，常常大于基础宽度很多; (2) 实际中无限分布的均布荷载也不存在的，因而σz沿深度和水平方向 　 都是变化的； (3) 地基的变形也不是一维的。 总　结 4.2.2 规范法 （1）计算原理 设各分层地基的压缩模量Esi不随沉降变化，则： －第i层土附加应力曲线所包围的面积 Δz zi-1 zi zn 附加应力系 第i-1层 第n层 第i层 △A 1 2 4 3 5 6 1 2 1 2 6