土的壓縮性與地基沉降計算(II)

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1、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)SoilMechanicsandFoundation教師:張丹電話.:13752986209Email:rockmechanicszd@126.com本章內(nèi)容3、土的固結(jié)1、土的壓縮性2、地基沉降量計算3.1土的壓縮性沉降：在附加應(yīng)力作用下，地基土產(chǎn)生體積縮小，從而引起建筑物基礎(chǔ)豎直方向的位移。土的壓縮性：土在壓力作用下體積縮小的特性。研究土壓縮性的常用方法，通常有室內(nèi)壓縮試驗（固結(jié)試驗）、現(xiàn)場原位測試。土壓縮性的組成固體土顆粒被壓縮土中水及封閉氣體被壓縮水和氣體從孔隙中被擠出水槽內(nèi)環(huán)環(huán)刀透水石

2、試樣傳壓板百分表施加荷載，靜置至變形穩(wěn)定逐級加大荷載測定：軸向應(yīng)力軸向變形試驗結(jié)果：一、側(cè)限壓縮試驗壓縮前后固相體積與土樣橫截面面積不變：在不同的壓力p下，得到不同的s，可以計算不同的e。二、壓縮性指標(biāo)，KPa-1或MPa-11、壓縮系數(shù)：實際工程中，往往用割線斜率表示：01002003004000.60.70.80.91.0ep(kPa)壓縮曲線上任一點的切線斜率a的值，稱為土的壓縮系數(shù)。土的類別a1-2(MPa-1)高壓縮性土大于等于0.5中壓縮性土0.1-0.5低壓縮性土小于0.12、壓縮指數(shù)Cc：壓縮指

3、數(shù)指標(biāo)：p低壓縮性土中壓縮性土高壓縮性土土的壓縮性3、壓縮模量土體在完全側(cè)限情況下,豎向附加應(yīng)力與豎向應(yīng)變增量之比為壓縮模量:低壓縮性土中壓縮性土高壓縮性土(e1指自重應(yīng)力對應(yīng)的孔隙比)靜力載荷試驗：三、靜力荷載試驗坑底放置一定規(guī)格的方形或圓形承壓板逐級加荷載測定相應(yīng)荷載作用下地基土的穩(wěn)定沉降量分析地基土的強度、變形特性求得容許承載力、變形模量等力學(xué)數(shù)據(jù)反壓重物反力梁千斤頂基準(zhǔn)梁荷載板百分表荷載試驗3.2地基最終變形計算地基最終沉降量：地基土在建筑物荷載作用下，變形完全穩(wěn)定時基底處的最大豎向位移。地基沉降的原因

4、：建筑物的荷載產(chǎn)生的附加應(yīng)力引起；欠固結(jié)土的自重引起；地下水位下降引起和施工中水的滲流。最終沉降量：各分層沉降量：（此處i指壓力的級別）一、單向壓縮分層總和法3、計算步驟：d地面基底pp0?d?自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計算深度?szi?ziHi(a)計算原地基中自重應(yīng)力分布（從地面算起）(b)基底附加壓力p0(c)確定地基中附加應(yīng)力?z分布(d)確定計算深度zn(e)地基分層Hi計算各分層的平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力。(g)各層沉降量疊加?Si(f)計算每層沉降量Sip0=p-?dσz是由基底附加應(yīng)力p-γd引起的

5、①一般土層：σz=0.2σsz；②軟粘土層：σz=0.1σsz；③基巖或不可壓縮土層。例：已知柱下單獨方形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)地面尺寸為2.5m×2.5m，埋深2m，作用與基礎(chǔ)上（設(shè)計地面標(biāo)高處）的軸向荷載N=1250kN，有關(guān)地基勘察資料與基礎(chǔ)剖面如圖3-14所示，土的e-p曲線如圖3-15所示。試用單向分層總和法計算基礎(chǔ)中點最終沉降量。(a)計算原地基中自重應(yīng)力分布（從地面算起）(b)基底附加壓力p0p0=p-?d(c)確定地基中附加應(yīng)力?z分布σz是由基底附加應(yīng)力p-γd引起的(d)確定計算深度zn①一般土層：σz

6、=0.2σsz；②軟粘土層：σz=0.1σsz；③基巖或不可壓縮土層。(e)地基分層Hi計算各分層的平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力。(f)計算每層沉降量Si(g)各層沉降量疊加?Si二、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》方法在總結(jié)大量實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對分層總和法的計算結(jié)果，作必要的修正?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2002）提出的一種計算方法——簡稱“規(guī)范法”。規(guī)范》法的實質(zhì)：(1)引入平均附加應(yīng)力系數(shù)的概念(2)引入一個沉降計算經(jīng)驗系數(shù)ψs則修正后的地基沉降量為：軟粘土（應(yīng)力集中）S偏小,Ψs>1硬粘土（應(yīng)

7、力擴散）S偏大,Ψs<1沉降經(jīng)驗修正系數(shù)1.計算原理設(shè)地基土層均質(zhì)、同一層土的壓縮模量不隨深度變化2.計算過程（1）確定分層厚度對于地基的計算深度，即受壓層深度，可分兩種情況：⑴無相鄰荷載的基礎(chǔ)中點下:式中b-基礎(chǔ)寬度，適用于1m~50m范圍。⑵存在相鄰荷載影響:：在計算深度Zn范圍內(nèi)，第i層土的沉降值：在zn處向上取厚度△z土層的計算沉降量，△z按規(guī)定確定。計算層厚度△z值的選?。海?）確定地基變形計算深度（3）計算各土層的壓縮變形量（4）計算沉降經(jīng)驗系數(shù)（5）最終沉降量又因為p0<0.75fak=0.75×

8、120=90kPa（5）相鄰確定地基最終沉降量的目的：①確定建筑物最大沉降量；②求沉降差：相鄰獨立基礎(chǔ)沉降量之差；③確定建筑物的傾斜以及局部傾斜；④判斷沉降是否超過容許值，以便為建筑物設(shè)計值采取相應(yīng)的措施提供依據(jù)，保證建筑物的安全。第3章土的壓縮性與地基沉降計算3.3土的固結(jié)1、固結(jié)的概念固結(jié)：土體在外力作用下，壓縮變形隨時間增長的過程。土體完成壓縮過程所需的時間與土的滲透性有關(guān)。無粘