4 土压缩与固结.pptVIP

第4章 土的压缩性和 地基沉降计算;4.1 土的压缩性;某些特殊性土由于含水量的变化也会引起体积变形，如湿陷性黄土地基，由于含水量增高会引起建筑物的附加下沉，称湿陷沉降。相反在膨胀土地区，由于含水量的增高会引起地基的膨胀，甚至把建筑物顶裂。 除此之外某些大城市，如墨西哥、上海等由于大量开采地下水使地下水位普遍下降从而引起整个城市的普遍下沉。这可以用地下水位下降后地层的自重应力增大来解释。当然，实际问题也是很复杂的，还涉及工程地质、水文地质方面的问题。 ; 土的压缩是指土中孔隙体积的压缩，土中的水和气体从孔隙中排出。;地基发生沉降;由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触;（墨西哥城）;误啡抽梦啪原敌辟蛀秒愈舆隋先垄降乡谐阑幽刊荫趁匀惦艳翌薯紫搪拽耙4 土压缩与固结4 土压缩与固结;（一）室内压缩试验与压缩曲线;e-p曲线;0;（二）压缩性指标;土的类别; 2. 压缩指数Cc;3.压缩模量Es;二、 压缩性原位测试 原位测试方法适用于： 地基土为粉、细砂、软土，取原状土样困难。 国家一级工程、规模大或建筑物对沉降有严格要求的工程。 原位测试方法包括： 载荷试验、静力触探试验、旁压试验等; 载荷试验示意图;反压重物;载荷试验结果分析图－地基土的变形模量;三、单向压缩量公式 ;（二）、单向压缩量公式;;4.2 地基最终沉降量计算; 实际计算地基土的压缩量时，只须考虑某一深度范围内内土层的压缩量，这一深度范围内的土层就称为“压缩层”。对于一般粘性土，当地基某深度的附加应力σz 与自重应力σc之比等于0.2时，该深度范围内的土层即为压缩层；对于软粘土，则以σz / σc=0.1为标准确定压缩层的厚度。 ;二、计算步骤;（5）按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力；;;;;利用附加应力面积A的等代值计算地基任意深度范围内的沉降量，因此第i层沉降量为;沉降计算深度zn应该满足;地基沉降计算中的有关问题; 四、例题分析;【解答】;5.计算基础中点下地基中附加应力;z(m);5.列表计算各层沉降量△si;e;应力历史：土体在历史上曾经受到过的应力状态。;z ;e;利用e—lgp曲线可以分析应力历史对土的压缩性的影响，上面得到的e—lgp曲线是由室内侧限压缩试验得到的。由于目前钻探采样的技术条件不够理想。土样取出地面后应力的释放、室内试验时切土等人工扰动因素的影响，室内的压缩曲线已经不能代表地基中原位土层承受建筑物荷载后的e—lgp关系了。因此，必须对室内侧限压缩试验得到的曲线进行修正，以得到符合现场土实际压缩性的原位压缩曲线，才能更好地用于地基沉降的计算。 在计算地基固结沉降时，必须弄清楚土层所经受的应力历史，处于正常固结或超固结还是欠固结状态，从而由原始压缩曲线确定其压缩性指标值。;p(lg);p(lg); 土中的应力按土体中土骨架和土中孔隙（水、气）的应力承担作用原理或应力传递方式可分为有效应力和孔隙应（压）力。;t=0;有效应力原理;2、饱和土的一维固结理论;1.土层是均质的、完全饱和的 2.土的压缩完全由孔隙体积减小引起，土体和水不可压缩 3.土的压缩和排水仅在竖直方向发生 4.土中水的渗流服从达西定律 5.在渗透固结过程中，土的渗透系数k和压缩系数a视为常数 6.外荷一次性施加;求解分析;固结度：在某一附加应力下，经某一时间t后，土体发生 固结或孔隙水应力消散的程度。;地基固结度;傅立叶级数解收敛很快，当U 30%近似取第一项;各种情况下地基固结度的求解;媳伴涸哥角闪铃鸳盂杖麦迪庄动和纠篡集免矢惫厅肮买篆丧芳滚惭汐喀皿4 土压缩与固结4 土压缩与固结;（1）已知土层的最终沉降量S，求某一固结历时t已完成的沉降St ;（2）已知土层的最终沉降量S，求土层产生某一沉降量St所需的时间t;例题分析;【解答】;【例题4－4】设饱和粘土层的厚度为10m，位于不透水坚硬岩层上，由于基底上作用着竖直均布荷载，在土层中引起的附加应力的大小和分布如图4－27所示。若土层的初始孔隙比e1为0.8，压缩系数av为2.5×10-4kPa－1，渗透系数k为2.0cm/a。试问:(1)加荷一年后，基础中心点的沉降量为多少？(2)当基础的沉降量达 到20cm时需要多少时间？;则基础的最终沉降量为 S=av /(1+e1)×σzH=2.5 ×10-4 ×200 ×1000 /(1+0.8) =27.8cm 该土层的固结系数为 Cv=k(1+e1)/avγw=2.0 ×(1+0.8) /0.00025×0.098