《地基沉降計算》PPT課件

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1、1§4土的壓縮性與地基沉降計算§4.1變形特性測試方法§4.2一維壓縮性及其指標(biāo)§4.3地基的最終沉降量計算§4.4飽和土體的滲流固結(jié)理論2研究與實踐表明：粘性土地基在基底壓力作用下的沉降量S由三種不同的原因引起次固結(jié)沉降Ss主固結(jié)沉降完成以后，在有效應(yīng)力不變條件下，由于土骨架的蠕變特性引起的變形。這種變形的速率與孔壓消散的速率無關(guān)，取決于土的蠕變性質(zhì)，既包括剪應(yīng)變，又包括體應(yīng)變。初始沉降(瞬時沉降)Sd有限范圍的外荷載作用下地基由于發(fā)生側(cè)向位移(剪切變形)引起的。主固結(jié)沉降(滲流固結(jié)沉降)Sc由于超

2、靜孔隙水壓力逐漸轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力而發(fā)生的土體滲流固結(jié)變形引起的。是地基變形的主要部分?！?土的壓縮性與地基沉降計算tSSd：初始(瞬時)沉降Ss：次固結(jié)沉降Sc：主固結(jié)沉降§4.3地基的最終沉降量計算3§4土的壓縮性與地基沉降計算最終沉降量S∞：t?∞時地基變形穩(wěn)定以后的最大沉降量，不考慮沉降過程。不可壓縮層可壓縮層σz=pp§4.3地基的最終沉降量計算主固結(jié)沉降4§4土的壓縮性與地基沉降計算一、單一土層一維壓縮問題二、地基最終沉降量分層總和法三、地基沉降計算的若干問題§4.3地基的最終沉降量計算5§4

3、土的壓縮性與地基沉降計算§4.3地基的最終沉降量計算1、計算簡圖壓縮前壓縮后側(cè)限條件σz=ppHH/2H/2γ,e1一、單一土層一維壓縮問題6§4土的壓縮性與地基沉降計算§4.3地基的最終沉降量計算2、計算公式一、單一土層一維壓縮問題優(yōu)點:可使用推定的原狀土壓縮曲線；可以區(qū)分正常固結(jié)土和超固結(jié)土并分別進(jìn)行計算。正常固結(jié)土：超固結(jié)土(并假定p2>?p)：?p7§4土的壓縮性與地基沉降計算§4.1變形特性測試方法§4.2一維壓縮性及其指標(biāo)§4.3地基的最終沉降量計算§4.4飽和土體的滲流固結(jié)理論一、單一土

4、層一維壓縮問題二、地基最終沉降量分層總和法三、地基沉降計算的若干問題8§4土的壓縮性與地基沉降計算關(guān)西國際機(jī)場世界最大人工島http://www.kiac.co.jp/2007年8月第二條跑道運營沖積層預(yù)設(shè)排水砂樁洪積層未作處理5.10km25.45km29關(guān)西國際機(jī)場世界最大人工島1986年：開工1990年：人工島完成1994年：機(jī)場運營面積：4370m×1250m填筑量：180×106m3平均厚度：33m地基：多層厚粘土§4土的壓縮性與地基沉降計算問題：沉降大且有不均勻沉降設(shè)計時預(yù)測沉降：5.7-

5、7.5m完成時實際沉降：8.1m，5cm/月(1990年)預(yù)測主固結(jié)完成：20年后比設(shè)計超填：3m10日期測點及沉降值（m）123578101112151617平均00-1210.69.712.811.710.613.011.610.312.712.59.014.111.6801-1210.89.913.011.910.713.211.810.512.912.79.114.311.8706-1211.510.513.712.511.113.812.411.013.613.39.515.012.4908

6、-1211.710.713.912.711.213.912.511.113.713.59.615.112.6309-1211.810.814.012.711.314.012.611.113.813.69.615.212.71§4土的壓縮性與地基沉降計算11重點：一維滲流固結(jié)沉降與時間之間的關(guān)系：飽和土層的滲流固結(jié)固結(jié)沉降的速度？固結(jié)沉降的程度？問題：§4土的壓縮性與地基沉降計算§4.4飽和土體的滲流固結(jié)理論不可壓縮層可壓縮層p12§4土的壓縮性與地基沉降計算§4.4飽和土體的滲流固結(jié)理論一、一維滲流固

7、結(jié)理論（Terzaghi滲流固結(jié)理論）二、固結(jié)度的計算三、有關(guān)沉降~時間的工程問題四、固結(jié)系數(shù)的測定五、多維滲流固結(jié)理論簡介13實踐背景：大面積均布荷載p不透水巖層飽和壓縮層σz=pp側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)一、一維滲流固結(jié)理論（Terzaghi滲流固結(jié)理論）§4.4飽和土體的滲流固結(jié)理論§4土的壓縮性與地基沉降計算1、物理模型2、數(shù)學(xué)模型（1）基本假定（2）基本變量（3）建立方程3、問題求解固結(jié)系數(shù)時間因數(shù)（1）求解思路（2）初始、邊界條件（3）微分方程的解141、物理模型§4.4飽和土體的滲流固結(jié)理論§4土的

8、壓縮性與地基沉降計算ppp附加應(yīng)力:σz=p超靜孔壓:u=σz=p有效應(yīng)力:σ’z=0滲流固結(jié)過程－變形逐漸增加附加應(yīng)力:σz=p超靜孔壓:u0附加應(yīng)力:σz=p超靜孔壓:u=0有效應(yīng)力:σ’z=p一、一維滲流固結(jié)理論152、數(shù)學(xué)模型一、一維滲流固結(jié)理論§4.4飽和土體的滲流固結(jié)理論§4土的壓縮性與地基沉降計算①土層均勻且完全飽和；②土顆粒與水不可壓縮；③變形是單向壓縮（水的滲出和土層壓縮是單向的）；④荷載均布且一次施加并在固結(jié)過程