土力学-第六章-地基变形.pptVIP

§6.4 饱和土中的有效应力原理 利用有效应力原理计算 R值也可以利用有效应力原理计算求得。 在土试样底部： 总应力： 孔隙水压力： 有效应力： 纱网承担的就是这部分有效应力，即： §6.4 饱和土中的有效应力原理 （2）取土的骨架作隔离体 则作用在骨架上的竖向力有： 土粒自重： ；水对土粒的浮力： ；下部纱网支持力R。 考虑这三个竖向力的平衡，可得： 可见: 无论是取土骨架＋孔隙水作为隔离体, 还是取土的骨架作为隔离体, 计算所得的纱网支持力R都是相等的。 第六章：地基沉降计算 6.1 概述? 6.2 地基变形的弹性力学公式? 6.3 地基最终沉降量? 6.4 饱和土中的有效应力原理? 6.5 饱和土体的渗流固结理论 §6.5 饱和土体的渗流固结理论 1986年：开工 1990年：人工岛完成 1994年：机场运营 面积：4370m×1250m 填筑量：180×106m3 平均厚度：33m 地基：15-21m厚粘土 问题：沉降大 且不均匀 日本关西国际机场 世界最大人工岛 §6.5 饱和土体的渗流固结理论 关西国际机场 设计预测沉降： 　5.7－7.5 m 完工实际沉降： 　8.1 m，5cm/月 　　(1990年) 预测主固结完成： 　20年后 比设计超填： 　 3.0 m 11.9 14.3 9.1 12.7 12.9 10.5 11.8 13.2 10.7 11.9 13.0 9.9 10.8 01-12 11.7 14.1 9.0 12.5 12.7 10.3 11.6 13.0 10.6 11.7 12.8 9.7 10.6 00-12 平均 17 16 15 12 11 10 8 7 5 3 2 1 测 点 日期 §6.5 饱和土体的渗流固结理论 沉降与时间之间的关系：饱和土层的渗流固结 问题：固结沉降的速度和程度 ？ 超静孔隙水压力的大小 ？ 饱和土体的渗流固结理论 不可压缩层 可压缩层 p 一维渗流固结 §6.5 饱和土体的渗流固结理论 饱和土一维渗流固结理论（Terzaghi渗流固结理论） 固结度的计算 有关沉降－时间的工程问题 固结系数的测定 多维渗流固结理论简介 饱和土体的渗流固结理论 §6.5 饱和土体的渗流固结理论一维渗流固结理论 渗透固结理论是针对土这种多孔多相松散介质,建立起来的反映土体变形过程的基本理论。土力学的创始人Terzaghi教授于20世纪20年代提出饱和土的一维渗透固结理论 物理模型 － 太沙基一维渗透固结模型 数学模型 － 渗透固结微分方程 方程求解 － 理论解答 固结程度 － 固结度的概念 一维渗流固结理论 Terzaghi一维渗流固结模型 实践背景：大面积均布荷载 侧限状态的简化模型 p σz=p ? ? 不透水岩层 饱和压缩层 p K0p K0p 处于侧限状态，渗流和土体的变形只沿竖向发生 p 不变形的钢筒 §6.5 饱和土体的渗流固结理论一维渗流固结理论 §6.3 地基最终沉降量 d 地面 基底 施工步骤 地基最终沉降量分层总和法 基坑开挖：基础土层卸载，基础底面回弹 基础施工：基础土层重加载，基础底面再压缩 基坑回填：基础土层重加载，基础地面再压缩 建筑物施工：基础土层压缩沉降 §6.3 地基最终沉降量 沉降量从原基底算起 适用于基础底面积小，埋深浅，施工快的情况 沉降量从回弹后的基底算起 适用于基础底面大，埋深大，施工期长的情况 已知：地基各土层的压缩曲线 ? 原状土压缩曲线 计算步骤 情况1：不考虑地基回弹 情况2：考虑地基回弹 地基最终沉降量分层总和法 §6.3 地基最终沉降量 计算步骤 – 情况1 地基最终沉降量分层总和法 d 地面 基底 计算深度 ? p p0 ?d ?z ?sz 原地基的自重应力分布?sz 基底附加压力p0 确定地基中附加应力?z分布 确定计算深度zn 地基分层Hi 计算每层沉降量Si 各层沉降量叠加?Si ?sz从地面算起； ?z从基底算起，由基底附加应力p0=p-?d引起 §6.3 地基最终沉降量 计算步骤 – 情况1 地基最终沉降量分层总和法 ... ... 确定计算深度zn 地基分层Hi 计算每层沉降量Si 各层沉降量叠加?Si 经验法（普通分层法）： 一般土层：σz=0.2σsz 软土层：σz=0.1σ