土的壓縮性和地基沉降計(jì)算

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1、4、土的壓縮性和地基沉降計(jì)算4.1土的壓縮性4.2地基最終沉降量計(jì)算4.3地基沉降與時(shí)間的關(guān)系4.1土的壓縮性土的壓縮性高低，常用壓縮性指標(biāo)定量表示。壓縮性指標(biāo)，通常由工程地質(zhì)勘察取天然結(jié)構(gòu)的原狀土樣，進(jìn)行室內(nèi)壓縮試驗(yàn)測(cè)定。4.1.1室內(nèi)壓縮試驗(yàn)(1)試驗(yàn)儀器(2)試驗(yàn)方法：側(cè)限壓縮試驗(yàn)(3)試驗(yàn)結(jié)果（土的壓縮曲線圖片）(4)試驗(yàn)結(jié)果（孔隙比）的推導(dǎo)4.1.2土的壓縮性指標(biāo)(1)土的壓縮系數(shù)為了便于比較，通常采用壓力段由p1=100kPa增加到p2=200kPa時(shí)的壓縮系數(shù)a1-2來(lái)評(píng)定土的壓縮性如下：0.10.5高壓縮性中壓縮性低壓縮性(2)土的壓縮指數(shù)(3)土的壓縮模量(4)土的回

2、彈再壓縮曲線及回彈再壓縮模量4.1.3土的壓縮性原位測(cè)試原位測(cè)試方法適用于：地基土為粉、細(xì)砂、軟土，取原狀土樣困難。國(guó)家一級(jí)工程、規(guī)模大或建筑物對(duì)沉降有嚴(yán)格要求的工程。原位測(cè)試方法包括：載荷試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等載荷試驗(yàn)示意圖反壓重物反力梁千斤頂基準(zhǔn)梁荷載板百分表載荷試驗(yàn)結(jié)果分析圖－地基土的變形模量土的彈性模量定義:土體在無(wú)側(cè)限條件下瞬時(shí)壓縮的應(yīng)力應(yīng)變比值。如果在動(dòng)荷載（如車輛荷載、風(fēng)荷載、地震荷載）作用時(shí)，都是可恢復(fù)的彈性變形。變形模量、壓縮模量的關(guān)系σx=σy=K0σz變形模量壓縮模量無(wú)側(cè)限條件完全側(cè)限條件換算關(guān)系1.地基的最終沉降量：是指地基在建筑物等其它荷載作用下，地基

3、變形穩(wěn)定后的基礎(chǔ)底面的沉降量。沉降與時(shí)間的關(guān)系最終沉降量4.2地基最終沉降量計(jì)算2.地基沉降的原因：外因：主要是建筑物荷載在地基中產(chǎn)生的附加應(yīng)力。（宏觀分析）內(nèi)因：土的三相組成。（微觀分析）AAgz0pNetstressincreaseA)地基沉降的外因:通常認(rèn)為地基土層在自重作用下壓縮已穩(wěn)定，主要是建筑物荷載在地基中產(chǎn)生的附加應(yīng)力。B)內(nèi)因:土由三相組成，具有碎散性，在附加應(yīng)力作用下土層的孔隙發(fā)生壓縮變形，引起地基沉降。?h3.計(jì)算目的：預(yù)知該工程建成后將產(chǎn)生的最終沉降量、沉降差、傾斜和局部?jī)A斜，判斷地基變形是否超出允許的范圍，以便在建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，為采取相應(yīng)的工程措施提供科學(xué)依據(jù)，保

4、證建筑物的安全。S<[S]滿足設(shè)計(jì)要求S>[S]不滿足設(shè)計(jì)要求（墨西哥城）地基的沉降及不均勻沉降計(jì)算方法：分層總和法（道路工程）《規(guī)范》法（建筑工程）彈性力學(xué)公式有限單元法1.基本假設(shè)地基是均質(zhì)、各向同性的半無(wú)限線性變形體，可按彈性理論計(jì)算土中應(yīng)力。在壓力作用下，地基土不產(chǎn)生側(cè)向變形，可采用側(cè)限條件下的壓縮性指標(biāo)。為了彌補(bǔ)假定所引起誤差，取基底中心點(diǎn)下的附加應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，以基底中點(diǎn)的沉降代表基礎(chǔ)的平均沉降2.單一壓縮土層的沉降計(jì)算在一定均勻厚度土層上施加連續(xù)均布荷載，豎向應(yīng)力增加，孔隙比相應(yīng)減小，土層產(chǎn)生壓縮變形，沒(méi)有側(cè)向變形。4.2.1分層總和法3.定義：先將地基土分為若干土層，各土

5、層厚度分別為h1,h2,h3,……,hn。計(jì)算每層土的壓縮量s1,s2,s3,….,sn。然后累計(jì)起來(lái)，即為總的地基沉降量s。4.計(jì)算原理p1p2p3p4e4e3e2e1epP1=自重應(yīng)力P2=自重應(yīng)力+附加應(yīng)力確定基礎(chǔ)沉降計(jì)算深度一般σz=0.2σc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(jì)算各分層沉降量根據(jù)自重應(yīng)力、附加應(yīng)力曲線、e-p壓縮曲線計(jì)算任一分層沉降量軟土σz=0.1σc（若沉降深度范圍內(nèi)存在基巖時(shí)，計(jì)算至基巖表面為止）計(jì)算基礎(chǔ)最終沉降量d地基沉降計(jì)算深度σc線σz線5.計(jì)算步驟6.公式解釋：σZiσZ(i-1)Hi由《建筑地基基礎(chǔ)

6、設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007－2002）提出分層總和法的另一種形式沿用分層總和法的假設(shè)，并引入平均附加應(yīng)力系數(shù)和地基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)附加應(yīng)力面積深度z范圍內(nèi)的附加應(yīng)力面積附加應(yīng)力通式σz=Kp0代入引入平均附加應(yīng)力系數(shù)因此附加應(yīng)力面積表示為因此4.2.2《規(guī)范》法zi-1地基沉降計(jì)算深度znzi△zzi-1534612b12345612aip0ai-1p0p0p0第n層第i層ziAiAi-1沉降計(jì)算深度zn應(yīng)該滿足當(dāng)確定沉降計(jì)算深度下有軟弱土層時(shí)，尚應(yīng)向下繼續(xù)計(jì)算，直至軟弱土層中所取規(guī)定厚度的計(jì)算沉降量也滿足上式，若計(jì)算深度范圍內(nèi)存在基巖，zn可取至基巖表面為止當(dāng)無(wú)相鄰荷載影響，基礎(chǔ)寬度

7、在1～30m范圍內(nèi)，基礎(chǔ)中點(diǎn)的地基沉降計(jì)算深度可以按簡(jiǎn)化公式計(jì)算地基最終沉降量修正公式地基沉降計(jì)算中的有關(guān)問(wèn)題1.分層總和法在計(jì)算中假定不符合實(shí)際情況假定地基無(wú)側(cè)向變形??計(jì)算結(jié)果偏小采用基礎(chǔ)中心點(diǎn)下土的附加應(yīng)力和沉降??計(jì)算結(jié)果偏大2.分層總和法中附加應(yīng)力計(jì)算應(yīng)考慮:土體在自重作用下的固結(jié)程度、相鄰荷載的作用3.基礎(chǔ)埋置較深時(shí)，應(yīng)考慮開(kāi)挖基坑時(shí)地基土的回彈，建筑物施工時(shí)又產(chǎn)生地基土再壓縮的情況回彈再壓縮影響的變形量計(jì)算深度取至基坑底面以下5m