地基土的变形.ppt

地基土的变形《规范》法
《建筑地基基础设计规范》所推荐的地基最终沉降量计算方法是另一
种形式的分层总和法。它也采用侧限条件的压缩性指标，并运用了平均附
加应力系数计算；还规定了地基沉降计算深度的标准以及提出了地基的沉
降计算经验系数，使得计算成果接近于实测值。
平均附加应力系数的物理意义：分层总和法中地基附加应力按均质地
基计算，即地基土的压缩模量Es不随深度而变化。从基底至地基任意深度z
范围内的压缩量为：

附加应力面积：

式中，—深度z范围内的竖向平均附加应力系数成层地基中第i分层的沉降量的计算公式:

地基最终沉降量计算公式:

地基沉降计算深度zn
《建筑地基基础设计规范》规定zn应满足下列条件(包括考虑相邻荷载
的影响):由计算深度向上取厚度为Dz的土层压缩量
无相邻荷载影响，基础中点的地基沉降计算深度也可按下列经验公式
计算：
沉降计算经验系数：见教材p52表3-3，规范p28表5.3.5或
沉降计算公式推导

式中，A—作用于土层厚度范围内的附加应力面积；
p—作用于土层厚度范围内的平均附加应力。
采用上式时，由附加应力面积A求沉降，该法又称规范法
基础最终沉降量计算…4◇地基沉降的分层总和法的基本用意是为了解决地基的成层性和非均
质性所带来的计算上的困难。
◇分层总和法以均质弹性半空间的应力来计算非均质地基的变形的做
法、在理论上显然不协调，其所引起的计算误差也还没有得到理论和实验
的充分验证。
◇分层总和法最为适用于土体的单向压缩变形计算，因为K0条件下的
土体只有体积变形，所以计算所得的是地基最终固结沉降，通常粗略地把
单向压缩分层总和法的计算结果看成是地基最终沉降，而不考虑地基瞬时
沉降。
◇传统的和规范推荐的两种单向压缩分层总和法，就计算方法而言并
无太大差别，规范法的重要特点引入了沉降计算经验系数．以校正计算值
与实测值的偏差。
◇地基沉降计算深度用于确定地基沉降有影响的土层范围，保证满足
沉降计算的精度要求。特殊情况
◇薄压缩层地基
当基础底面以下可压缩土层的厚度
小于或等于基底宽度的1/2时（图），
由于基底摩阻力和岩层层面摩阻力对可
压缩土层的约束作用，基底中心点下的
附加应力几乎不扩散，即，土层压缩时
只有竖向变形而侧向变形很小，故根据
侧限压缩条件，地基的最终变形为◇地下水位下降
地下水位长时间下降会导致土的自重应力增大。新增加的这部分自重应力可视为附加应力，在原水位与新水位之间，呈三角形分布，在新水位以下，为一常量。在此作用下，地基将产生新的压缩变形。可用下式计算原地下水位下某一土层的压缩量，或在各土层的压缩量求出后，求其总和即为地面的下沉量。◇大面积地面堆载
最常见的地面堆载形式是大面积地面填土。设填土厚度为h，重度为g，则作用于天然地面上的堆土荷载为p0=gh。在天然地面以下，堆土荷载产生附加应力sz=p0，在填土层本身，sz呈三角形分布，由sz所产生的地基变形可按下式计算，但必须注意，计算自重应力时应从天然地面起算。地基瞬时沉降和次固结沉降
地基沉降的组成
在荷载作用下，地基土体发生变形，地面产生沉降。按土体变形机理
总沉降s可以分成三部分：初始沉降sd，固结沉降sc和次固结沉降ss，可用
下式表示：s＝sd+sc+ss
◇初始沉降(瞬时沉降）sd
地基加载后瞬时发生的沉降。在靠近基础边缘应力集中部位，地基中
会有剪应变产生。对于饱和或接近饱和的粘性土，加载瞬间土中水来不及
排出，在不排水和恒体积状况下，剪应变引起的侧向变形，从而造成瞬时
沉降
◇固结沉降sc
饱和与接近饱和的粘性土在荷载作用下，随着超静孔隙水压力的消散
，土中孔隙水的排出，土骨架产生变形所造成的沉降(固结压密)。固结沉降
速率取决于孔隙水的排出速率。
◇次固结沉降ss
主固结过程(超静孔隙水压力消散过程结束后，在有效应力不变的情况
下，土的骨架仍随时间继续发生变形。这种变形的速率已与孔隙水排出的速率无关（土的体积变化速率），而是取决于土骨架本身的蠕变性质。次
固结沉降既包括剪应变，也包括体积变化。

《建筑地基基础设计规范》建议
一般多层建筑物在施工期间完成
的最终沉降量：
砂土：>80％
低压缩性土：50~80%
中压缩性土：20~50%
高压缩性土：5~20%

以便预留建筑物净空、选择连接方法和施工顺序几个概念
◇应力历史是土体在历史上曾经受到过的应力状态。
◇固结应力是指能够使土体产生固结或压缩的应力。
◇前期固结应力pc：土在应力历史上（固结过程中）所受到的最大有
效应力。
◇超固结比OCR：前期固结应力与现有的自重应力之比,即OCR=
pc/p1。

就地基土而言，能够使土体产生固结或压缩的应力主要有两种：
◇土的自重应力；
◇外荷在地基内部引起的附加应力。

沉积土层分类