第3章 土中-应力与地基变形.pptVIP

; 土力学与地基基础 陈晋中 主 编 陈晋中 刘燕宁 魏党生 陈剑波 邵明波 蔡 宁 康会宾 朱艳丽 吴卫祥 编 写 ;本章学习要求 3.1 概述 3.2 土中自重应力 3.3 基底压力 3.4 土中附加应力 3.5 土的压缩性 3.6 地基最终沉降量计算 3.7 地基沉降与时间的关系 3.8 地基变形特征与建筑物沉降观测 ;本章学习要求;3.1 概述; 自重应力和附加应力;土具有压缩性;?sz = ? z ;天然地面;当深度z范围内有多层土组成时，则深度z处土的竖向自重应力为各土层竖向自重应力之和，图3-2，即;天然地面;地下水位升降对自重应力的影响 （a)地下水位下降；（b)地下水位上升;【例3-1】 某地基土层剖面如图3-4所示，求各层土的自重应力并绘制其自重应力分布曲线。;自重应力分布曲线;3.3 基底压力;基底接触压力;式中 Fk—相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值， (kN)； Gk —基础和基础上覆土重， (kN)。对于一般基础，可近似取Gk=?GAd； ?G —为基础及其上覆土的平均重度，一般取20kN/m3，地下水位以下取有效重度 ； d —基础埋置深度(m) 。当室内外标高不同时，取平均深度计算； A — 基底面积(m 2)，对矩形基础A＝lb，l和b分别为其的长 和宽 。;eL/6, 应力重新分布;【例3-2】某基础底面尺寸l=3m，b=2m，基础顶面作用轴心力Fk=450kN，弯矩M=150kN.m,基础埋深d=1.2m，试计算基底压力并绘出分布图。;3.3.3 基底附加压力 ;3.4 土附加应力 ;附加应力分布特点 ：;——矩形均布荷载作用下角点附加应力系数，可按上式计算或查表 3-1求得。 ;（2） 非角点下任意深度的附加应力;(1)图3-10a为2个矩形面积角点应力之和： ;角点法计算附加应力的要点： ;【例】如图所示，荷载面积2m×1m，p=100kPa，求A，E，O，F，G各点下z=1m深度处的附加应力，并利用计算结果说明附加应力的扩展规律。;（3）O点下的应力;（5）G 点下的应力;地基中的附加应力不仅产生在荷载面积之下，而且还分布在荷载面积以外相当大的范围之下，这就是所谓的附加应力扩散现象。 在地基中同一深度处，以基底中心点下轴线处的附加应力值为最大,离中心线越远，附加应力值越小。 在荷载分布范围内，任意点沿垂线的附加应力值随深度增大而减小（图3-12b） 。 ;图3-12 矩形均布荷载作用下地基中附加应力分布图 a）附加应力在同一平面处的分布曲线 b）附加应力沿不同深度处的分布曲线;【例3-4】试绘制出图3-13所示矩形面积Ⅰ上均布荷载中心点下的附加应力图，并考虑矩形面积Ⅱ上均布荷载的影响。;表3-2 附加应力计算表;图3-13 相邻荷载作用下附加应力分布图 ;3.4.2 条形面积上均布荷载作用下地基中的附加应力;3.4.3 矩形面积上三角形分布荷载作用下地基中的附加应力 ;;3.5.1 压缩试验和压缩曲线 ;固结仪;水槽;Vv＝e0;曲线愈陡，说明随着压力的增加，土孔隙比的减小愈显著，因而土的压缩性愈高。;3.5.2压缩性指标;2.压缩指数Cc;3.压缩模量Es;4．变形模量E0;3.6 地基最终沉降量的计算;1、基本假定;2、计算公式：;3、计算步骤：;3.6.2《建筑地基基础设计规范》方法;1.计算原理;《规范法》地基沉降计算简图：;2.地基沉降计算深度（地基压缩层厚度）;规范法计算基础沉降量的步骤为：;【例】试按规范推荐的方法计算图所示基础Ⅰ的最终沉降量，并考虑基础Ⅱ的影响。已知基础Ⅰ和Ⅱ各承受相应于准永久组合的总荷载值Q=1134KN，基础底面尺寸b×l=2m×3m,基础埋置身度d=2m。其他条件见图。;zi (m);⑶、确定压缩层下限;3.7 土的沉降与时间的关系;3.7.1 土的固结与固结度;2.饱和土的有效应力原理;3.饱和土的固结度;3.7.2 饱和土单向固结理论;上式中的Ut和Tv的关系可用下图中α=1的曲线表示;2．固结理论在软土地基处理中的应用 ;按固结度的定义，可以计算地基沉降与时间的关系;（2）已知地基的最终沉降量，求土层达到一定沉降量所需要的时间 　　①根据已知的S∞和给定的 St，计算Ut 　　②根据α值和Ut值，查图表求Tv 　　③根据已知的Cv、H和Tv，计算 t;【例】 厚度H=10m粘土层，上覆透水层，下卧不透水层，其压缩应力如下图所