土的變形特性與地基沉降

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1、土的變形特性與地基沉降計(jì)算1工程實(shí)例§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算問題：沉降2.2米，且左右兩部分存在明顯的沉降差。墨西哥某宮殿地基：20多米厚的粘土2Kiss由于沉降相互影響，兩棟相鄰的建筑物上部接觸3基坑開挖，引起陽(yáng)臺(tái)裂縫4修建新建筑物：引起原有建筑物開裂5高層建筑物由于不均勻沉降而被爆破拆除6建筑物立面高差過大7建筑物過長(zhǎng)：長(zhǎng)高比7.6:147m3915019419917587沉降曲線(mm)8土具有變形特性荷載作用地基發(fā)生沉降荷載大小土的壓縮特性地基厚度一致沉降（沉降量）差異沉降（沉降差）建筑物上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力影響結(jié)構(gòu)物的安全和正常使用概述§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算土

2、的特點(diǎn)（碎散、三相）沉降具有時(shí)間效應(yīng)－沉降速率9變形特性及測(cè)試方法最終沉降量一維壓縮一維固結(jié)沉降速率多維固結(jié)修正復(fù)雜條件下的計(jì)算公式簡(jiǎn)化條件主線、重點(diǎn)：一維問題！§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算§4.1變形特性測(cè)試方法§4.3地基的最終沉降量計(jì)算§4.4飽和土體的滲流固結(jié)理論室內(nèi)試驗(yàn)室外試驗(yàn)側(cè)限壓縮、三軸壓縮等荷載試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等概述§4.2一維壓縮性及其指標(biāo)較復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)？10§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算§4.1變形特性測(cè)試方法§4.2一維壓縮性及其指標(biāo)§4.3地基的最終沉降量計(jì)算§4.4飽和土體的滲流固結(jié)理論11特殊應(yīng)力狀態(tài)一維問題側(cè)限壓縮試驗(yàn)軸對(duì)稱問題常規(guī)三軸試驗(yàn)§4.1變形特性

3、測(cè)試方法§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算一般應(yīng)力狀態(tài)理論拓展、經(jīng)驗(yàn)積累室內(nèi)試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)原狀土荷載試驗(yàn)室外試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康模鹤冃?、?qiáng)度特性靜力觸探試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)12§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算§4.1變形特性測(cè)試方法一、常規(guī)三軸試驗(yàn)二、側(cè)限壓縮試驗(yàn)三、普遍應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系及本構(gòu)模型四、現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)13§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算§4.1變形特性測(cè)試方法試樣壓力室壓力水排水管閥門軸向加壓桿有機(jī)玻璃罩橡皮膜透水石頂帽類型施加σ3時(shí)施加σ1－σ3時(shí)量測(cè)固結(jié)排水固結(jié)排水體變固結(jié)不排水固結(jié)不排水孔隙水壓力不固結(jié)不排水不固結(jié)不排水孔隙水壓力量測(cè)體變或孔壓一、常規(guī)三軸試驗(yàn)14應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系－以正常固結(jié)粘土為

4、例1Ei1Et變形模量：≠?gòu)椥阅Ａ坎此杀龋汗探Y(jié)排水試驗(yàn)一、常規(guī)三軸試驗(yàn)§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算§4.1變形特性測(cè)試方法與圍壓有關(guān)非線性剪脹性彈塑性15二、側(cè)限壓縮試驗(yàn)§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算§4.1變形特性測(cè)試方法固結(jié)容器：環(huán)刀、護(hù)環(huán)、導(dǎo)環(huán)、透水石、加壓上蓋和量表架等加壓設(shè)備：杠桿比例1:10變形測(cè)量設(shè)備1、側(cè)限壓縮儀（固結(jié)儀）支架加壓設(shè)備固結(jié)容器變形測(cè)量16水槽內(nèi)環(huán)環(huán)刀透水石試樣傳壓板百分表施加荷載，靜置至變形穩(wěn)定逐級(jí)加大荷載測(cè)定：軸向應(yīng)力軸向變形試驗(yàn)結(jié)果：§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算§4.1變形特性測(cè)試方法二、側(cè)限壓縮試驗(yàn)2、試驗(yàn)方法P1s1e1e0PtestP2s2e

5、2P3s3e317應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系－以正常固結(jié)粘土為例1Es1Ee非線性彈塑性記憶性側(cè)限變形模量：§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算§4.1變形特性測(cè)試方法二、側(cè)限壓縮試驗(yàn)18側(cè)限壓縮試驗(yàn)常規(guī)三軸試驗(yàn)常規(guī)三軸試驗(yàn)與側(cè)限壓縮試驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線的比較（趨勢(shì)圖）§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算§4.1變形特性測(cè)試方法19由虎克定律:側(cè)限條件下:則:E

6、孔隙體積變化引起的；剪應(yīng)變主要是由于土顆粒的大小和排列形態(tài)變化引起的。接觸點(diǎn)處彈性變形彈性撓曲變形顆粒滾爬的可逆性封閉氣泡受壓塑性變形大孔隙消失接觸點(diǎn)顆粒破碎顆粒相對(duì)滑移扁平顆粒斷裂§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算§4.1變形特性測(cè)試方法剪脹性與圍壓有關(guān)碎散性記憶性結(jié)構(gòu)性2131s-s1e2131s-s1e21非線性彈性31s-s1e132431s-s1e1324彈塑性線彈性-理想塑性31s-s1efs1E31s-s1efs31s-s1efs1E2.土的本構(gòu)模型§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算§4.1變形特性測(cè)試方法三、普遍應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系及本構(gòu)模型22§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算§4.1變

7、形特性測(cè)試方法§4.2一維壓縮性及其指標(biāo)§4.3地基的最終沉降量計(jì)算§4.4飽和土體的滲流固結(jié)理論23§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算§4.2一維壓縮性及其指標(biāo)一、e-σ′曲線二、e-lgσ′曲線三、先期固結(jié)壓力四、原位壓縮曲線及原位再壓縮曲線低靈敏度粘性土24應(yīng)力歷史與應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系粘土地基一次沉積側(cè)限條件§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算§4.2一維壓縮性及其指標(biāo)上覆土取樣或剝蝕加載或再覆土應(yīng)力歷史非常重要25§4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算§4.2一維壓縮性及其指標(biāo)一、e-σ′