土力学第6章地基沉降.ppt

四，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的固结度与沉降量 2、求达到某一沉降量(固结度)所需要的时间 3. 地基沉降过程计算 1) 基本计算方法——均布荷载，单向排水情况 确定地基的平均固结度Ut 已知 解得 近似 简化 图表 Tv－反映固结程度 不透水边界 透水边界 渗 流 1 2 3 （1） 压缩应力分布不同时 2) 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 应力分布： 1 2 5 3 4 基本情况： 3. 地基沉降过程计算 不透水边界 透水边界 不透水边界 透水边界 渗 流 1 2 3 （2）双面排水时 无论哪种情况，均按情况1计算； 压缩土层深度H取1/2值 3. 地基沉降过程计算 透水边界 应力分布： 1 2 5 3 4 基本情况： 透水边界 H t Tv=Cvt/H2 St=Ut S? * 第六章 地基变形 最终沉降量S∞： t?∞时地基最终沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑沉降过程。 1、基本假定与基本原理 §6.3 地基的最终沉降量 一、分层总和法 （1）只发生单向沉降：侧限应力状态 （2）基础中心处的沉降代表基础的沉降。 （3）将地基分成若干层，认为整个地基的最终沉降量为各层沉降量之和： 2、计算步骤 (1)地基分层Hi ①不同土层界面； ②地下水位线； ③每层厚度不宜大于0.4B (2)计算地基中自重应力?ci分布 (3)基底附加压力p0 (4)确定地基中附加应力?zi分布 (5)确定计算深度zn ① 一般土层：σz=0.2 σcz； ② 软粘土层：σz=0.1 σcz； (8)计算每层沉降量Si (9) 各层沉降量叠加?Si d 地面 自重应力 附加应力 沉降计算深度 ?szi ?zi Hi (6)计算每薄层的平均自重应力?ci (7)计算每薄层的平均附加应力?zi e e1i e2i ?czi p2i ?zi 3、计算公式 ?zi ?z(i-1) Ai 附加应力 p0 二、规范法 zi-1 zi 平均附加应力系数 地基沉降计算深度zn应该满足的条件 地基最终沉降量修正公式 【例】某厂房柱下单独方形基础，已知基础底面积尺寸为4m×4m，埋深d＝1.0m，地基为粉质粘土，地下水位距天然地面3.4m。上部荷重传至基础顶面F＝1440kN,土的天然重度?＝16.0kN/m3,饱和重度? sat＝17.2kN/m3，有关计算资料如下图。试分别用分层总和法和规范法计算基础最终沉降（已知fk=94kPa） 3.4m d=1m b=4m F=1440kN 50 100 200 300 0.90 0.92 0.94 0.96 e σ 【解答】 A.分层总和法计算 1.计算分层厚度 每层厚度hi ＜0.4b=1.6m，地下水位以上分两层，各1.2m，地下水位以下按1.6m分层 2.计算地基土的自重应力 自重应力从天然地面起算，z的取值从基底面起算 z(m) σc(kPa) 0 1.2 2.4 4.0 5.6 7.2 16 35.2 54.4 65.9 77.4 89.0 3.计算基底压力 4.计算基底附加压力 3.4m d=1m F=1440kN b=4m 自重应力曲线 附加应力曲线 5.计算基础中点下地基中附加应力 用角点法计算，过基底中点将荷载面四等分，计算边长l=b=2m， σz=4Kcp0,Kc由表确定 z(m) z/b Kc σz(kPa) σc(kPa) σz /σc zn (m) 0 1.2 2.4 4.0 5.6 7.2 0 0.6 1.2 2.0 2.8 3.6 0.2500 0.2229 0.1516 0.0840 0.0502 0.0326 94.0 83.8 57.0 31.6 18.9 12.3 16 35.2 54.4 65.9 77.4 89.0 0.24 0.14 7.2 6.确定沉降计算深度zn 根据σz = 0.2σc的确定原则，由计算结果，取zn=7.2m 7.最终沉降计算 根据e-σ曲线，计算各层的沉降量 z(m) σz (kPa) 0 1.2 2.4 4.0 5.6 7.2 94.0 83.8 57.0 31.6 18.9 12.3 16 35.2 54.4 65.9 77.4 89.0 σc (kPa) h (mm) 1200 1600 1600 1600 1600 σc (kPa) 25.6 44.8 60.2 71.7 83.2 σz (kPa) 88.9 70.4 44.3 25.3 15.6 σz+ σc (kPa) 114.5 115.2 104.5