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1、第四章土的壓縮性和地基沉降計算§4.1土的壓縮性§4.2地基最終沉降量§4.3飽和土滲流固結理論§4.4建筑物沉降觀測與地基容許變形主要內容§4.1土的壓縮性土的壓縮性是指土在壓力作用下體積縮小的特性壓縮量的組成固體顆粒的壓縮土中水的壓縮空氣的排出水的排出占總壓縮量的1/400不到，忽略不計壓縮量主要組成部分說明：土的壓縮被認為只是由于孔隙體積減小的結果無粘性土粘性土透水性好，水易于排出壓縮穩(wěn)定很快完成透水性差，水不易排出壓縮穩(wěn)定需要很長一段時間土的固結：土體在壓力作用下，壓縮量隨時間增長的過程一、
2、壓縮試驗研究土的壓縮性大小及其特征的室內試驗方法，亦稱固結試驗三聯(lián)固結儀剛性護環(huán)加壓活塞透水石環(huán)刀底座透水石土樣荷載注意：土樣在豎直壓力作用下，由于環(huán)刀和剛性護環(huán)的限制，只產(chǎn)生豎向壓縮，不產(chǎn)生側向變形1.壓縮儀示意圖2.e-p曲線研究土在不同壓力作用下，孔隙比變化規(guī)律Vv＝e0Vs＝1H0/(1+e0)H0Vv＝eVs＝1H1/(1+e)pH1s土樣在壓縮前后變形量為s，整個過程中土粒體積和底面積不變土粒高度在受壓前后不變整理其中根據(jù)不同壓力p作用下，達到穩(wěn)定的孔隙比e，繪制e-p曲線，為壓縮曲線p
3、e0eppee-p曲線二、壓縮性指標壓縮性不同的土，曲線形狀不同，曲線愈陡，說明在相同壓力增量作用下，土的孔隙比減少得愈顯著，土的壓縮性愈高根據(jù)壓縮曲線可以得到三個壓縮性指標1.壓縮系數(shù)a2.壓縮模量Es3.變形模量E0曲線A曲線B曲線A壓縮性＞曲線B壓縮性1.壓縮系數(shù)a土體在側限條件下孔隙比減少量與豎向壓應力增量的比值p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲線△p△e利用單位壓力增量所引起得孔隙比改變表征土的壓縮性高低在壓縮曲線中，實際采用割線斜率表示土的壓縮性《規(guī)范》用p1＝100kPa、p2＝
4、200kPa對應的壓縮系數(shù)a1-2評價土的壓縮性a1-2＜0.1MPa-1低壓縮性土0.1MPa-1≤a1-2＜0.5MPa-1中壓縮性土a1-2≥0.5MPa-1高壓縮性土2.壓縮模量Es土在側限條件下豎向壓應力與豎向總應變的比值，或稱為側限模量說明：土的壓縮模量Es與土的的壓縮系數(shù)a成反比，Es愈大，a愈小，土的壓縮性愈低3.變形模量E0土在無側限條件下豎向壓應力與豎向總應變的比值。變形模量與壓縮模量之間關系其中土的泊松比，一般0～0.5之間§4.2地基最終沉降量計算一、分層總和法地基最終沉降量
5、地基變形穩(wěn)定后基礎底面的沉降量1.基本假設地基是均質、各向同性的半無限線性變形體，可按彈性理論計算土中應力在壓力作用下，地基土不產(chǎn)生側向變形，可采用側限條件下的壓縮性指標為了彌補假定所引起誤差，取基底中心點下的附加應力進行計算，以基底中點的沉降代表基礎的平均沉降2.單一壓縮土層的沉降計算在一定均勻厚度土層上施加連續(xù)均布荷載，豎向應力增加，孔隙比相應減小，土層產(chǎn)生壓縮變形，沒有側向變形?！鱬∞∞可壓縮土層H1H0s土層豎向應力由p1增加到p2，引起孔隙比從e1減小到e2，豎向應力增量為△p由于所以3.
6、單向壓縮分層總和法分別計算基礎中心點下地基中各個分層土的壓縮變形量△si,基礎的平均沉降量s等于△si的總和ei第i層土的壓縮應變4.單向壓縮分層總和法計算步驟e1i———由第i層的自重應力均值從土的壓縮曲線上得到的相應孔隙比e2i———由第i層的自重應力均值與附加應力均值之和從土的壓縮曲線上得到的相應孔隙比ei土的壓縮應變1.繪制基礎中心點下地基中自重應力和附加應力分布曲線2.確定地基沉降計算深度3.確定沉降計算深度范圍內的分層界面4.計算各分層沉降量5.計算基礎最終沉降量繪制基礎中心點下地基中自
7、重應力和附加應力分布曲線確定基礎沉降計算深度一般取附加應力與自重應力的比值為20％處，即σz=0.2σc處的深度作為沉降計算深度的下限確定地基分層1.不同土層的分界面與地下水位面為天然層面2.每層厚度hi≤0.4b計算各分層沉降量根據(jù)自重應力、附加應力曲線、e-p壓縮曲線計算任一分層沉降量對于軟土，應該取σz=0.2σc處，若沉降深度范圍內存在基巖時，計算至基巖表面為止計算基礎最終沉降量d地基沉降計算深度σc線σz線二、《規(guī)范》法由《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007－2002）提出分層總和法的
8、另一種形式沿用分層總和法的假設，并引入平均附加應力系數(shù)和地基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)均質地基土，在側限條件下，壓縮模量Es不隨深度而變，從基底至深度z的壓縮量為附加應力面積深度z范圍內的附加應力面積附加應力通式σz=Kp0代入引入平均附加應力系數(shù)因此附加應力面積表示為因此利用附加應力面積A的等代值計算地基任意深度范圍內的沉降量，因此第i層沉降量為根據(jù)分層總和法基本原理可得成層地基最終沉降量的基本公式zi-1地基沉降計算深度znzi△zzi-1534612b12345612ai
