第3章土的压缩与地基沉降计算PPT课件.ppt

第三章土的压缩与地基沉降计算概述概述沉降：
在附加应力作用下，地基土产生体积缩小，从而引起建筑物基础的竖直方向的位移（或下沉）称为沉降。
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。如果地基土各部分的竖向变形不相同，则在基础的不同部位会产生沉降差，使建筑物基础发生不均匀沉降。
基础的沉降量或沉降差(或不均匀沉降)过大不但会降低建筑物的使用价值，而且往往会造成建筑物的毁坏。
为了保证建筑物的安全和正常使用，我们必须预先对建筑物基础可能产生的最大沉降量和沉降差进行估算。如果建筑物基础可能产生的最大沉降量和沉降差，在规定的允许范围之内，那么该建筑物的安全和正常使用一般是有保证的；否则，是没有保证的。对后一种情况，我们必须采取相应的工程措施以确保建筑物的安全和正常使用。土具有压缩性工程实例由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触修建新建筑物：引起原有建筑物开裂高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除（墨西哥城）121314153.1土的压缩性一、土的压缩与固结（一）室内固结试验与压缩曲线室内固结试验与压缩曲线压缩仪（一）室内固结试验与压缩曲线0（二）压缩系数0.6土的类别（三）压缩指数与回弹再压缩指数e体积压缩系数mV：土体在单位应力作用下单位体积
的体积变化。（四）其它压缩性指标变形模量E：土体在无侧限条件下应力与应变之比。变形模量与压缩模量关系（四）其它压缩性指标应力历史：土体在历史上曾经受到过的应力状态。（五）应力历史对粘性土压缩性的影响z3.2地基最终沉降量计算二、单向压缩量公式二、单向压缩量公式计算地基的沉降时，在地基可能产生压缩的土层深度内，按土的特性和应力状态的变化将地基分为若干（n）层，假定每一分层土质均匀且应力沿厚度均匀分布，然后对每一分层分别计算其压缩量Si，最后将各分层的压缩量总和起来，即得地基表面的最终沉降量S，这种方法称为分层总和法。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σs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/σs=0.1为标准确定压缩层的厚度。二、用e~p曲线法计算地基的最终沉降（5）按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力；二、用e~p曲线法计算地基的最终沉降二、用e~p曲线法计算地基的最终沉降zi-1沉降计算深度zn应该满足地基沉降计算中的有关问题【例题4－1】有一矩形基础放置在均质粘土层上，如图（a）所示。基础长度L=10m，宽度B=5m，埋置深度d=1.5m，建筑物荷载和基础自重之和为FV=10000kN。地基土的天然湿重度为20kN/m3，饱和重度为21kN/m3，土的压缩曲线如图（b）所示。若地下水位距基底2.5m，试求基础中心点的沉降量。【解】（1）由L/B=10/5=2<10可知，属于空间问题，且为中心荷载，所以基底压力为p=FV/(L×B)=10000/(10×5)＝200kPa
基底净压力为pn=p-γd=200-20×1.5＝170kPa（3）求各分层面的自重应力（注意：从地面算起）并绘分布曲线
σs0=γd=20×1.5=30kPa
σs1=σs0+γH1=30+20×2.5=80kPa
σs2=σs1+γˊH2=80+(21-9.8)×2.5=108kPa
σs3=σs2+γˊH3=108+(21-9.8)×2.5=136kPa
σs4=σs3+γˊH4=136+(21-9.8)×2.5=164kPa
σs5=σs4+γˊH5=164+(21-9.8)×2.5=192kPa（4）求各分层面的竖向附加应力并绘分布曲线。在第4点处有σz4/σs4＝0.195<0.2，所以，取压缩层厚度为10m。（6）计算各分层的平均自重应力和平均附加应力。
各分层的平均自重应力和平均附加应力计算结果见下表。（8）计算地基的沉降量。地基沉降计算的e～lgp曲线法要考虑三种不同应力历史对土层压缩性的影响，必须先解决下列两个问题：（一）室内压缩曲线的特征（2）不管试样的扰动程度如何，当压力较大时，它们的压缩曲线都近乎直线，且大致交于C点，而C点的纵坐标约为0.42eo，eo为试样的初始孔隙比；0.42e0（4）卸荷点在再压缩曲线曲率最大的点右下侧。ea.超固结土①确定前期固结应力pc；
②过e0作水平线与pc作