土的压缩与固结.ppt

第四章土的压缩、固结 与沉降4-1概述4-1概述4-1概述4-1概述长高比过大的建筑物因不均匀沉降墙体产生裂缝土具有变形特性一、土的压缩试验
在外力作用下，土颗粒重新排列，土体体积缩小的现象称为土的压缩。
为了研究土的压缩特性，通常可在试验室内进行压缩（固结）试验，从而测定土的压缩性指标。室内压缩（固结）试验的主要装置为侧限压缩仪（固结仪）。4-2土的压缩性Onlycompressioninvertical
Deformationduetovoidvolumedecrease根据固结试验各级荷载pi相应的稳定压缩量Si，可求得相应孔隙比ei

建立压力p与相应的稳定孔隙比的关系曲线，称为土的压缩曲线。二、土的压缩系数、压缩指数、压缩模量
压缩曲线反映了土受压后的压缩特性。
土的压缩系数是指土体在侧限条件下孔隙比减小量与有效应力增量的比值，即e－p
曲线某范围的割线斜率。图中所示为0.1、0.2MPa两级压力下对应的压缩系数，称为a1-2，常用来衡量土的压缩性高低。土的固结试验的结果也可以绘在半对数坐标上，即坐标横轴p用对数坐标，而纵轴e用普通坐标，由此得到的压缩曲线称为e~lgp曲线。在较高的压力范围内，e~lgp曲线近似地为一直线，可用直线的
斜率——压缩指数Cc来表示土的
压缩性高低，即压缩系数和压缩指数区别:前者随所取的初始压力及压力增量的大小而异，而后者在较高的压力范围内是常数。三、回弹曲线和再压缩曲线
土的卸载回弹和再压缩的特性——卸荷和再加荷的压缩试验。4-2土的压缩性沉积土层的超固结比4-2土的压缩性4-2土的压缩性4-2土的压缩性4-3土的侧压力系数与变形模量二、土的侧压力系数及变形模量4-3土的侧压力系数与变形模量4-3土的侧压力系数与变形模量4-4地基沉降量计算分层总和法是以无侧向变形条件下的压缩量公式为基础。无侧向变形条件下单向压缩量公式根据av，mv和Es的定义Fora5m-depthofsand,Giventhatnaturalvoidratioe=0.80,
specificgravityGs=2.68.

(1)Determinetherelativedensityandsaturatedwatercontent.
(2)Whatisthesettlementwithoutlateraldeformationiftherelativedensitybecomes75%?
4-4地基沉降量计算4-4地基沉降量计算分层总和法的基本思路是：将压缩层范围内地基分层，计算每一分层的压缩量，然后累加得总沉降量。
分层总和法有两种基本方法：e~p曲线法和e～lgp曲线法。用e～p曲线法计算地基的沉降量计算步骤
（1）首先根据建筑物基础的形状，结合地基土层性状，选择沉降计算点的位置；再按作用在基础上荷载的性质（中心、偏心或倾斜等），求出基底压力的大小和分布。（7）求出第i分层的压缩量。p→e（注意：不同土层要用不同曲线），代公式：

（8）最后将每一分层的压缩量累加，即得地基的总沉降量为：【例题4－1】某柱下独立基础为正方形，边长l=b=4m，基础埋深d=1m，作用在基础顶面的轴心荷载F=1500kPa。地基为粉质黏土，土的天然重度γ=16.5kN/m3，地下水位深度3.5m，水下土的饱和重度γsat=18.5kN/m3，如图所示。地基土的天然孔隙比e1=0.95，地下水位以上土的压缩系数为a1=0.30MPa-1，地下水位以下土的压缩系数为a2=0.25MPa-1，地基土承载力特征值fak=94kPa。试采用传统单向压缩分层总和法和规范推荐分层总和法分别计算该基础沉降量。【解】按分层总和法计算
①按比例绘制柱基础及地基土的剖面图，如图所示。

②按式计算地基土的自重应力（提示：自土面开始，地下水位以下用浮重度计算），结果如表4-6。应力图如图。
③计算基底应力

④计算基底处附加应力⑨柱基础中点最终沉降量【例题4-2】墙下条形基础宽度为2.0m，传至地面的荷载为100kN／m，基础理置深度为1.2m，地下水位在基底以下0.6m，如下图所示，地基土的室内压缩试验试验e-p数据下表所示，用分层总和法求基础中点的沉降量。
地基土的室内压缩试验试验e-p数据分
层
点（3）计算竖向附加应力；
基底平均附加应力为：
查条形基础竖向应力系数表，可得应力系数au及计算各分层点的竖向附加应力，并计算各分层上下界面处附加应力的平均值，见附图及附表。
（4）将各分层自重应力平均值和附加应力平均值之和作为该分层受压后的总应力p2i。
（5）确定压缩层深度：
按sz/sc=0.2来确定压缩层深度，在z=4.4m处，sz/sc＝14.8/62.5=0.237＞0.2,在z=5.2m处，sz/sc＝12.7/69.0＝0