土的壓縮性和地基沉降計算1

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1、第四章土的壓縮性和地基沉降計算主要內(nèi)容4.1概述4.2土的壓縮性及壓縮性指標4.3地基的沉降量計算4.4應力歷史對地基沉降的影響4.5地基沉降與時間的關(guān)系4.6地基沉降計算的其他情況4.7二維、三維滲流固結(jié)課題4.8地基允許變形值及防止地基有害變形的措施§4.1概述如果在地基上修建建筑物，地基土內(nèi)各點不僅要承受土體本身的自重應力，而且要承擔由建筑物通過基礎(chǔ)傳遞給地基的荷載產(chǎn)生的附加應力作用，這都將導致地基土體的變形。在附加應力作用下，地基土土體變形，從而將引起建筑物沉降。為什么要研究沉降？基礎(chǔ)的沉降量或者各部位的沉降差過大，那么將影響上部建筑物的正常使用，甚至會危及建筑物的安全。

2、沉降、不均勻沉降工程實例問題：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多米厚的粘土概述由于沉降相互影響，兩棟相鄰的建筑物上部接觸沉降、不均勻沉降工程實例概述長高比過大的建筑物因不均勻沉降墻體產(chǎn)生裂縫47m3915019419917587沉降曲線(mm)中部沉降大——“八”字形裂縫沉降、不均勻沉降工程實例概述在外力作用下，土顆粒重新排列，土體體積縮小的現(xiàn)象稱為壓縮。通常，土粒本身和孔隙水的壓縮量可以忽略不計，在研究土的壓縮時，認為土體壓縮主要是孔隙中體積一部分水和空氣被擠出，封閉氣泡被壓縮。土的壓縮隨時間增長的過程稱為土的固結(jié)?！?.2土的壓縮性及壓縮性指

3、標滲透性較大的土砂土，加荷后，孔隙中的水較快排出，壓縮完成得快；滲透性小的土粘土，加荷后，孔隙中的水緩慢排出，且土顆粒間的力作用使壓縮完成得慢。4.2.1土的壓縮性1土的壓縮試驗為了研究土的壓縮特性，通?？稍谠囼炇覂?nèi)進行壓縮（固結(jié)）試驗，從而測定土的壓縮性指標。室內(nèi)壓縮（固結(jié)）試驗的主要裝置為側(cè)限壓縮儀（固結(jié)儀）。用這種儀器進行試驗時，由于剛性護環(huán)所限，試樣只能在豎向產(chǎn)生壓縮，而不能產(chǎn)生側(cè)向變形，故稱為側(cè)限壓縮試驗。4.2.2壓縮試驗及壓縮性指標土的壓縮性及壓縮性指標側(cè)限壓縮試驗固結(jié)容器：環(huán)刀、護環(huán)、導環(huán)、透水石、加壓上蓋和量表架等加壓設(shè)備：杠桿比例1:10變形測量設(shè)備側(cè)限壓縮儀

4、（固結(jié)儀）支架加壓設(shè)備固結(jié)容器變形測量土的壓縮性及壓縮性指標只在豎直方向上進行壓縮變形是由孔隙體積的減小引起的土的壓縮性及壓縮性指標根據(jù)固結(jié)試驗各級荷載pi相應的穩(wěn)定壓縮量Si，可求得相應孔隙比ei建立壓力p與相應的穩(wěn)定孔隙比的關(guān)系曲線，稱為土的壓縮曲線。1e0固體顆?？紫禜owtodetermineit?土的壓縮性及壓縮性指標2、壓縮性指標（1）壓縮系數(shù)壓縮曲線反映了土受壓后的壓縮特性。土的壓縮系數(shù)是指土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與有效應力增量的比值，即e－p曲線某范圍的割線斜率。01002003004000.60.70.80.91.0e(kPa)單位：Mpa-1土的壓縮性及壓

5、縮性指標圖中所示為0.1、0.2MPa兩級壓力下對應的壓縮系數(shù)，稱為a1-2，常用來衡量土的壓縮性高低。01002003004000.60.70.80.91.0e(kPa)土的類別a1-2(MPa-1)高壓縮性土0.5中壓縮性土[0.1,0.5)低壓縮性土<0.1《土工試驗方法標準》土的壓縮性及壓縮性指標土的固結(jié)試驗的結(jié)果也可以繪在半對數(shù)坐標上，即坐標橫軸p用對數(shù)坐標，而縱軸e用普通坐標，由此得到的壓縮曲線稱為e~lgp曲線。在較高的壓力范圍內(nèi)，e~lgp曲線近似地為一直線，可用直線的斜率——壓縮指數(shù)Cc來表示土的壓縮性高低，即式中，e1，e2分別為p1，p2所對應的孔隙比。（2

6、）壓縮指數(shù)土的壓縮性及壓縮性指標壓縮系數(shù)和壓縮指數(shù)區(qū)別:前者隨所取的初始壓力及壓力增量的大小而異，而后者在較高的壓力范圍內(nèi)是常數(shù)。（3）土的壓縮模量是指土體在側(cè)限條件下的豎向附加應力與相應的豎向應變之比：1e1固體顆?？紫锻恋捏w積壓縮系數(shù)mv定義為土體在單位應力作用下體積應變,它與土的壓縮模量互為倒數(shù)。土的壓縮性及壓縮性指標1、現(xiàn)場荷載試驗教材117§4.2.3土的荷載試驗及變形模量土的壓縮性及壓縮性指標土的壓縮性及壓縮性指標2、土的側(cè)壓力系數(shù)及變形模量土的側(cè)壓力系數(shù)，K0，是指側(cè)限條件下土中側(cè)向應力與豎向應力之比。土的變形模量，E0，是土體在無側(cè)限條件下的應力與應變的比值。相當

7、于理想彈性體的彈性模量，但是由于土體不是理想彈性體,故稱為變形模量。E0的大小反映了土體抵抗彈塑性變形的能力。前面定義側(cè)限條件下的壓縮模量Es，與之有如下關(guān)系：K0與泊松比有如下關(guān)系：土的壓縮性及壓縮性指標變形模量E0與壓縮模量Es之間的關(guān)系推導：所以有根據(jù)定義土的壓縮性及壓縮性指標土的彈性模量（楊氏模量）E，是指土體在無側(cè)限條件下瞬時壓縮的應力與彈性應變的比值。常用于估算建筑物初始瞬時沉降。壓縮模量Es和變形模量E0的應變?yōu)榭倯?，包括彈性應變和塑性應變。彈性模量E的應變只包含