第二篇 土力学-4续.pptVIP

应力历史： 土体在历史上曾经受过的应力状态。 固结应力： 能够使土体产生固结或压缩的应力。 前期固结应力： 土在历史上曾受到过的最大固结应力pc。 4.3.1 超固结土比 超固结比OCR：前期固结应力pc与现有有效应力（土层自重应力）的比值。 4.3.2 前期固结应力的确定 4.3.3 用原位压缩曲线计算最终沉降量 由于应力历史对粘土的压缩性具有较大的影响，而钻探取样获得土样经过扰动或应力释放，在实验室内得到的压缩曲线已经不能代表地基中现场压缩曲线，所以压缩曲线的起始段实际上是一条再压缩曲线。因此必须对室内固结试验所得的压缩曲线进行修正，得到符合原位土体压缩性的现场压缩曲线，由此计算得到的地基沉降才会更符合实际。 正常固结土的现场压缩曲线推求 超固结土现场压缩曲线的推求 4.3.3 考虑应力历史影响的地基最终沉降计算 利用e~lgp曲线可以推出现场压缩曲线，从而进行更为准确的沉降计算。 现场曲线可以很直观地反应出先期固结应力，从而清晰地考虑地基的应力历史对沉降的影响。 现场压缩曲线是由直线或折线组成，通过Cc或Ce两个压缩性指标即可计算，使用方便。 e-lgp曲线法计算地基最终沉降的步骤 选择沉降计算断面和计算点，确定基底压力 地基分层 计算地基中各分层面的自重应力及土层平均自重应力 计算地基中各分层面的附加应力及土层平均附加应力 用casagrande法根据室内压缩曲线确定前期固结应力，判断土层所处的状态；推求现场压缩曲线 根据土层所处的状态，分别用不同的方法求各分层的压缩量 将各分层沉降量总和得到累加的总沉降量 要考虑不同应力历史对土层压缩性的影响： 判断土层属于正常固结土、超固结土还是欠固结土（确定土层的前期固结应力和现有有效应力） 推求能够反应土体的真实压缩特性的现场压缩曲线 正常固结土的沉降量计算 超固结土的沉降计算 针对压力增量的大小不同分为两种情况 欠固结土的沉降计算 欠固结土的沉降不仅仅包括受附加应力所引起的沉降，而且还包括地基土在自重作用下尚未固结的那部分沉降，其孔隙比的变化可近似地按与正常固结土一样的方法求得的原始压缩曲线确定。 对于欠固结土来说，即使没有外荷载作用，该土层仍然会产生压缩量。 4.4 地基沉降与时间的关系 土体在外荷作用下的压缩过程与时间有关。 工程设计中，我们不但需要预估建筑物基础可能发生的最终沉降量，而且还常常需要预估建筑物基础达到某一沉降量所需的时间或者预估建筑物完工后经过一段时间可能产生的沉降量。 主要是针对粘性土。 渗透固结：饱和粘土在压力作用下，孔隙水随时间的增长逐渐被排出，同时孔隙体积随之缩小，这一过程称为饱和土的渗透固结。渗透固结时间与土的渗透性和土层厚度有关。 单向固结模型 单向固结模型 在某一压力下，饱和土的固结过程就是土体中各点的超孔隙水应力不断消散、附加有效应力相应增加的过程，或者说是孔隙水应力逐渐转化为附加有效应力的过程。 在转化的过程中，任一时刻任一深度上的应力始终遵循有效应力原理， 。 求解地基沉降与时间关系的问题，实际上就变成求解在附加应力作用下，地基中各点的超孔隙水应力随时间变化的问题。 4.4.2 Terzaghi一维固结理论 土是均质、各向同性且饱和的。 土粒和孔隙水是不可压缩的，土的压缩完全由孔隙体积的减小引起（压缩曲线）。 土的压缩和固结仅在竖直方向发生。 孔隙水的渗流符合达西定律，土的固结快慢决定于它的渗透速度。 在整个固结过程中，土的渗透系数、压缩系数视为常数。 地面上作用着连续均布荷载并且是一次施加的。 Terzaghi单向固结理论 单元体的渗流条件 土层的平均固结度是时间因数Tv的单值函数，它与所加的附加应力的大小无关，但与土层中附加应力的分布形态有关。 利用图4-28和式4-57，可以解决下列两类沉降计算问题； 已知土层的最终沉降量，求某一固结历时t已完成的沉降； 已知土层的最终沉降量，求土层完成某一沉降量所需的时间。 单元体的变形条件 微单元体孔隙体积的变化率： 该式称为一维固结微分方程， 称为固结系数。 单元体的渗流连续条件 初始条件、边界条件如下： ( ) 0 , 0 , 0 , 0 0 , 0 0 , 0 0 0 = ￡ ￡ ￥ = = ? ? = = = = = ￡ ￡ = u H z t z u H z t u z t p u H z t z 时 无渗流 不透水 时 时 时 s m—正奇数(1、3、5···）； e—自然对数的底； TV —竖向固结时间因素， ,t为时间，H为压缩土层最远排水距离，单面排水时，H取土层厚度；双面排水时，H取土层厚度之半。 有了孔隙水压力u随时