地基变形分析.ppt

第6章高铁磁悬浮：12亿美元，豆腐上建高铁上海磁悬浮轨道下沉上海80年变矮2m2010.4石家庄楼体塌陷沉降观测地基变形原因分层总和法：工程上计算地基的沉降时，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。
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。
两种基本方法：e~p曲线法和e～lgp曲线法。§6.3分层总和法1、基本假定◇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vs2、计算方法与步骤d分层法原理

4、简单讨论【例题】有一矩形基础放置在均质粘土层上，如图所示。基础长度L=10m，宽度B=5m，埋置深度D=1.5m，其上作用着中心荷载P=10000kN。地基土的重度为20kN/m3，饱和重度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。
（2）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

基底附加压力（净压力）为

（3）求各分层面的自重应力（注意：从地面算起）并绘分布曲线见图（a）

（4）求各分层面的竖向附加应力并绘分布曲线见图(a)。该基础为矩形，属空间问题，故应用“角点法”求解。为此，通过中心点将基底划分为四块相等的计算面积，每块的长度L1=5m，宽度B1=2.5m。中心点正好在四块计算面积的公共角点上，该点下任意深度zi处的附加应力为任一分块在该点引起的附加应力的4倍，计算结果如下表所示。（5）确定压缩层厚度。从计算结果可知，在第4点处有
σz4/σc4＝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。
（7）由图(b)根据p1i=σsi和p2i=σsi+σzi分别查取初始孔隙比和压缩稳定后的孔隙比，结果列于下表。（8）计算地基的沉降量。分别计算各分层的沉降量，然后累加即得例题分层总和法计算地基最终沉降量6.2.规范法
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：

附加应力面积：
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:

（1）无相邻荷载的基础中心下P130页表4.3.5沉降计算经验系数ψs《地基基础规范》法计算沉降量(1)求基底附加应力

(2)确定计算深度Zn；Zn=b(2.5-0.4lnb)≈4.5m
(3)分层：基底下土层分界面，地下水面
(4)根据基础宽度确定计算厚度△z
(5)列表计算各层的沉降量[见下两表]；注意量纲统一

规范法与传统分层总和法比较：
相同点：
侧限条件的压缩性指标Es
沉降总和相加
不同点：
运用了平均附加应力系数计算；
重新规定了地基沉降计算深度的标准
提出了地基的沉降计算经验系数传统分层总和法应力历史法计算最终沉降量式中：
Δei——原始压缩曲线确定的第i层土e变化
Δpi——第i层土附加应力的平均值（有效应力增量）
pi——第i层土自重应力的平均值
e0i——第i层土的初始孔隙比
Cci——从原始压缩曲线确定的第i层土的初始孔隙比式中：
n——分层计算沉降时，压缩土层中有效应力增量Δp＞(pc-p1)的分层数
pci——第i层土的先期固结压力
Cei——从原始压缩曲线确定第i层土回弹指数
Cci——从原始压缩曲线确定的第i层土的初始孔隙比式中：
m——分层计算沉降时，压缩土层中有效应力增量Δp≤(pc-p1)的分层数式中：
pci——第i层土实际的有效应力，小于土的的自重应力p1i
p1i——第i层土自重应力的平均值
Δpi——第i层土附加应力的平均值（有效应力增量）
e0i——第i层土的初始孔隙比
Cci——从原始压缩曲线确定的第i层土的初始孔隙比斯肯普顿-比伦法计算基础最终沉降量路基【subgrade】指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物。
当铺设轨道的路基面高于天然地面时，路基以填筑的方式构成，这种路基称为路堤。路堤通常由路基面、边坡、护道、排水沟等几部分组成。
当铺设轨道的路基面低于天然地面时，路基以开挖的方式构成，这种路基称为路堑。路堑通常由路基面、侧沟、