土的压缩性和地基沉降计算.ppt

第3章土的压缩性和地基沉降计算概述在附加应力作用下，地基土将产生体积缩小，从而引起建筑物基础的竖直方向的位移（或下沉）称为沉降。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队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。基础沉降量或沉降差的大小首先与土的压缩性有关，易于压缩的土，基础的沉降大，而不易压缩的土，则基础的沉降小。
基础的沉降量与作用在基础上的荷载性质和大小有关。一般而言，荷载愈大，相应的基础沉降也愈大；而偏心或倾斜荷载所产生的沉降差要比中心荷载为大。
在这一章里，我们首先讨论土的压缩性；然后介绍目前工程中常用的沉降讨算方法；最后介绍沉降与时间的关系。由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触（墨西哥城）3.1土的压缩性饱和砂土3.1.1.2e-p曲线3.1.2压缩性指标
3.1.2.1压缩系数土的类别3.1.2.2压缩模量3.1.2.3体积压缩系数3.1.2.4变形模量单向压缩试验的各种参数的关系3.2地基最终沉降量计算
二、单一压缩土层单向压缩量公式三、分层总和法计算步骤
1、绘制基础中心点下自重应力和附加应力分布曲线
2、确定地基沉降计算深度
由于附加应力随深度递减，自重应力随深度递增，至某一深度后，附加应力相对于自重应力已经很小，它引起的压缩变形可忽略不计，因此沉降计算到此深度即可。3、确定沉降计算深度范围内的分层界面
确定原则：①不同土层的分界面
②地下水位面
③每一层厚度不大于基础
宽度的0.4倍
4、计算各分层沉降量四、规范法地基沉降计算深度zn沉降计算深度zn应该满足地基沉降计算中的有关问题五、应力历史对地基沉降的影响
⑴土的回弹与再压缩⑵粘性土沉降的三个组成部分瞬时沉降指在加荷后立即发生的沉降
饱和粘土
在很短的时间内，孔隙中的水来不及排出，加之土体中的土粒和水是不可压缩的，因而瞬时沉降是在没有体积变形的条件下发生的，它主要是由于土体的侧向变形引起的
瞬时沉降一般不予考虑主固结与主固结沉降
在荷载作用下饱和土体中孔隙水的排除导致土体体积随时间逐渐减小，有效应力逐渐增加，这一过程称为主固结
随着时间的增加，孔隙水应力逐渐消散，有效应力逐渐增加并最终达到一个稳定值，此时孔隙水应力消散为零，主固结沉降完成，这一过程所产生的沉降为固结沉降。土的流变性：土体的变形、应力与时间有关的性质。⑶应力历史对土的压缩性的影响3.3地基沉降与时间的关系
一、土的渗透性i渗透系数的测定渗透变形的形式二、有效应力原理
饱和土体在某一压力作用下的固结过程就是土体中各点的超静孔隙水应力不断消散、附加有效应力相应增加的过程，或者说超静孔隙水应力逐渐转化为有效应力的过程，而在转化过程中，任一时刻任一深度处的应力始终遵循有效应力原理。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。三、饱和土的一维固结理论
基本假定：
1、土层是均质的、完全饱和的
2、土粒和水是不可被压缩的
3、水的渗出和土的压缩只沿竖向发生
4、土中水的渗流服从达西定律
5、渗透固结中，土的渗透系数和压缩系
数保持不变
6、外荷一次瞬时施加实践背景：大面积均布荷载不透水层固结度：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。附加应力（沿竖向）均匀分布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，但与附加应力的分布形式有关。情况1，其附加应力随深度呈逐渐增大的正三角形分布。其初始条件为：当t=0时，0≤z≤H，。实践背景：双面排水（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