土力學(xué)-地基的沉降計(jì)算

《土力學(xué)-地基的沉降計(jì)算》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、第四章土的壓縮性及地基沉降計(jì)算一、土的壓縮性compressibility在壓力作用下土的體積減小。壓縮性的原因土顆粒的壓縮孔隙水的壓縮孔隙的減小≈0≈0壓縮性1.為什么要研究土的壓縮性一、土的壓縮性compressibility2m4m地基沉降（豎向位移）PalaciodelasBellasArtes,MexicoCity墨西哥城藝術(shù)宮的下沉墨西哥城下的土層為：表層為人工填土與砂夾卵石硬殼層，厚度5m，其下為火山灰形成的超高壓縮性淤泥，天然孔隙比高達(dá)7～12，含水率150～600%，層厚達(dá)數(shù)十米。該藝術(shù)宮沉降量高達(dá)4m，并造成鄰近的公路下沉2m。建筑物的不均勻沉降，墨西哥城廣義Hooke定

2、律2土的彈性變形性質(zhì)彈性半無(wú)限地基彈性變無(wú)限地基承受均勻滿(mǎn)布荷載靜止側(cè)壓力系數(shù)土的壓縮模量壓縮模量變形模量完全側(cè)限時(shí)，土的應(yīng)力與應(yīng)變之比。壓縮模量Es3.壓縮試驗(yàn)及壓縮曲線(xiàn)剛性護(hù)環(huán)加壓活塞透水石環(huán)刀底座透水石土樣荷載壓縮儀oedometer構(gòu)造或壓縮量計(jì)算公式壓縮系數(shù)coefficientofcompressibility標(biāo)準(zhǔn)壓縮系數(shù)a1-23.壓縮指標(biāo)0.10.5低壓縮性中壓縮性高壓縮性壓縮模量modulusofcompressibility體積壓縮系數(shù)coefficientofvolumecompressibility證明材料名稱(chēng)C20砼較硬粘土密實(shí)砂密實(shí)礫、石變形模量(MPa)2600

3、08～1550～80100～200壓縮系數(shù)、體積壓縮系數(shù)、壓縮模量、變形模量是否為常數(shù)？土樣從地層中取出11前期固結(jié)壓力preconsolidationpressure壓縮指數(shù)compressionindex膨脹指數(shù)swellingindex4.應(yīng)力歷史對(duì)粘性土壓縮性的影響現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線(xiàn)當(dāng)前地表h過(guò)去地表過(guò)去地表正常固結(jié)土normallyconsolidatedclay欠固結(jié)土underconsolidatedclay超固結(jié)土overconsolidatedclay超固結(jié)比overconsolidationration現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線(xiàn)室內(nèi)壓縮曲線(xiàn)土樣不受擾動(dòng)影響5.前期固結(jié)壓力的確定及現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線(xiàn)

4、的推求正常固結(jié)Casagrande1936現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線(xiàn)室內(nèi)壓縮曲線(xiàn)超固結(jié)6.e-lgp法計(jì)算土層壓縮量正常固結(jié)超固結(jié)欠固結(jié)二、試驗(yàn)方法確定土的變形模量確定變形模量現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)荷載試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)三軸試驗(yàn)反壓重物反力梁千斤頂基準(zhǔn)梁荷載板百分表壓力p沉降s圓形壓板方形壓板三、地基沉降計(jì)算——分層總和法zΔs1ds1.基本原理（1）基礎(chǔ)中心處的沉降代表基礎(chǔ)的沉降。（2）中心土柱完全側(cè)限，其壓縮量為沉降。基本假設(shè)沉降計(jì)算Δs2Δs3Δs4Δs8計(jì)算深度hc至變形很小、可忽略不計(jì)的深度。無(wú)側(cè)向膨脹，直接利用壓縮試驗(yàn)的結(jié)果。土柱的側(cè)限2.計(jì)算步驟（1）分層細(xì)砂粘土粉質(zhì)粘土1234657890123465

5、789（2）計(jì)算基底凈壓力（附加壓力）Hb（3）計(jì)算原存應(yīng)力（自重應(yīng)力）（4）計(jì)算中心點(diǎn)以下的附加應(yīng)力（5）確定壓縮底層為什么要分層？為什么要采用基底凈壓力？應(yīng)力隨深度變化。壓縮性隨深度變化（包括同一土層）。自重應(yīng)力附加應(yīng)力均勻滿(mǎn)布荷載作用下的均質(zhì)土層是否需要分層？自重應(yīng)力附加應(yīng)力為什么要采用基底凈壓力計(jì)算地基沉降？開(kāi)挖前開(kāi)挖完成后加載過(guò)程地基應(yīng)力開(kāi)挖沉降忽略不計(jì)（卸載后）再加載地基沉降結(jié)論（1）在p的作用下，地基的變形可分為兩個(gè)階段：0→γH為卸載后再加載，所產(chǎn)生的沉降忽略不計(jì)；γH→p土層的變形為地基沉降。（2）基底荷載γH→p，地基中的應(yīng)力狀態(tài)由qz→qz+σz(p-γH)。卸載再加載

6、→卸載應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)力場(chǎng)復(fù)原（5）確定壓縮底層(壓縮層厚度hc)目標(biāo)：之下土層的變形可忽略不計(jì)。方法：附加應(yīng)力控制：缺點(diǎn)：不能直接反映土層性質(zhì)變化對(duì)hc的影響。附加應(yīng)力及自重應(yīng)力控制：或（軟弱地基）鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范由底層相對(duì)壓縮量控制：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范下部有軟弱土層時(shí)繼續(xù)計(jì)算。經(jīng)驗(yàn)公式：優(yōu)點(diǎn)：能夠反映出土層變化對(duì)hc的影響。在hc范圍內(nèi)有基巖等不可壓縮土?xí)r：算至其頂面。缺點(diǎn)：不能直接反映土層性質(zhì)變化對(duì)hc的影響。（6）計(jì)算每一層土的壓縮量方法1：利用e－p壓縮關(guān)系問(wèn)題1：如何確定e1i、e2i?i-1iihi自重應(yīng)力附加應(yīng)力e1i初始狀態(tài)自重應(yīng)力e2i終止?fàn)顟B(tài)自重應(yīng)力＋附加應(yīng)力（基底

7、凈壓力產(chǎn)生）問(wèn)題2：為何采用平均值?同一層中的應(yīng)力分布不均勻方法2：利用壓縮模量Es、變形模量E問(wèn)題：對(duì)同一土層，Es、E是否為常數(shù)?同一層中，將Es、E作為常數(shù)，只是一種簡(jiǎn)化算法。實(shí)際上，深度不同，應(yīng)力狀態(tài)就不同，Es、E也隨之而變。利用壓縮模量Es利用變形模量E方法3：利用e-lgp曲線(xiàn)正常固結(jié)土超固結(jié)土（7）計(jì)算總沉降量Hbi-1izi-1zihi四、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范沉降經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)經(jīng)驗(yàn)或壓縮層內(nèi)平