土力学-地基沉降量计算ppt课件.ppt

变换后得：计算沉降量时，在地基可能受荷变形的压缩层范围内，根据土的特性、应力状态以及地下水位进行分层。然后按式（4-9）或（4-10）计算各分层的沉降量Si。最后将各分层的沉降量总和起来即为地基的最终沉降量：
（三）计算步骤
1）划分土层
如图4-7所示，各天然土层界面和地下水位必须作为分层界面；各分层厚度必须满足Hi≤0.4B（B为基底宽度）。
中心荷载：4）确定压缩层厚度
一般满足σz=0.2σsz的深度点可作为压缩层的
下限；
对于软土则应满足：σz=0.1σsz
6）按各分层的p1和p2在e-p曲线上查取相应的孔隙比或确定a、Es等其它压缩性指标
7）根据不同的压缩性指标，
选用公式（4-9）、（4-10）
计算各分层的沉降量Si【例题4－1】已知柱下单独方形基础，基础底面尺寸为2.5×2.5m，埋深2m，作用于基础上（设计地面标高处）的轴向荷载N=1250kN，有关地基勘察资料与基础剖面详见下图。试用分层总和法计算基础中点的最终沉降量。
解：按分层总和法计算
（1）计算地基土的自重应力。z自基底标高起算。
当z=0m，σsD=19.5×2=39（kPa）
z=1m，σsz1=39+19.5×1=58.5（kPa）
z=2m，σsz1=58.5+20×1=78.5（kPa）
z=3m，σsz1=78.5+20×1=98.5（kPa）
z=4m，σsz1=98.5+20×1=118.5（kPa）
z=5m，σsz1=118.5+20×1=138.5（kPa）
z=6m，σsz1=138.5+18.5×1=157（kPa）
z=7m，σsz1=157+18.5×1=175.5（kPa）
（2）基底压力计算。基础底面以上，基础与填土的混合容重取γ0=20kN/m3。例题4-1计算表格1
（6）计算基础中点最终沉降量。利用勘察资料中的e-p曲线，求例题4-1计算表格2二、《建筑地基基础设计规范》推荐的沉降计算法(自学)
这种方法是《建筑地基基础设计规范》所推荐的，简称《规范》推荐法，也叫应力面积法。
（一）计算原理
规范推荐法一般按地基土的天然分层面划分计算土层，引入土层平均附加应力的概念，通过平均附加应力系数，将基底中心以下地基中zi-1-zi深度范围的附加应力按等面积原则化为相同深度范围内矩形分布时的分布应力大小，再按矩形分布应力情况计算土层的压缩量，各土层压缩量的总和即为地基的计算沉降量。基础的平均沉降量可表示为:
式中：S′--地基最终沉降量（mm）；
n--地基压缩层（即受压层）范围内所划分的土层数；
p0--基础底面处的附加压力（kPa）；
Esi--基础底面下第i层土的压缩模量（MPa）；
zi、zi-1--分别为基础底面至第i层和第i-1层底面的距离（m）；
αi、αi-1--分别为基础底面计算点至第i层和第i-1层底面范围内平均附加应力系数，可查P91表5-3。
（二）《规范》推荐公式及公式推导
1.《规范》推荐公式
由（4-12）式乘以沉降计算经验系数ψs，即为《规范》推荐的沉降计算公式：
..（三）地基受压层计算深度的确定
计算深度zn可按下述方法确定：
1）存在相邻荷载影响的情况下，应满足下式要求：式中：△Sn′--在深度zn处，向上取计算厚度为△z的计算变形值；△z查P92表5-4；
△Si′--在深度zn范围内，第i层土的计算变形量。

.2）对无相邻荷载的独立基础，可按下列简化的经验公式确定沉降计算深度zn：ES为沉降计算深度范围内压缩模量的当量值，即假定地基为均匀地基，当压缩模量为ES时，地基的计算沉降量与ES各不相同的分层土计算的沉降量相等。即：

解：
按《建筑地基基础设计规范》计算，采用下式，计算结果详见下表。按规范确定受压层下限，zn=2.5(2.5-0.4ln2.5)=5.3m；由于下面土层仍软弱，在③层粘土底面以下取Δz厚度计算，根据P92表5-4的要求，取Δz=0.6m，则zn=7.6m，计算得厚度Δz的沉降量为0.03cm，满足要求。
三、按粘性土的沉降机理计算沉降
根据对粘性土地基在局部（基础）荷载作用下的实际变形特征的观察和分析，粘性土地基的沉降S可以认为是由机理不同的三部分沉降组成（图4-8），亦即：瞬时沉降是指加载后地基瞬时发生的沉降。由于基础加载面积为有限尺寸，加载后地基中会有剪应变产生，剪应变会引起侧向变形而造成瞬时沉降。
固结沉降是指饱和与接近饱和的粘性土在基础荷载作用下，随着超静孔隙水压力的消散，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。
次固结沉降是指主固结过程（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。这种变形的速率取决于土骨架本身的蠕变性质。（一）瞬时沉降计算
瞬时沉降没