地下水對(duì)土的自重應(yīng)力的影響(1).ppt

《地下水對(duì)土的自重應(yīng)力的影響(1).ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、地下水對(duì)土的自重應(yīng)力的影響周載陽(yáng)建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院有限公司目錄0.引言1.根據(jù)浮力原理計(jì)算土體的自重應(yīng)力2.根據(jù)有效應(yīng)力原理計(jì)算土體的自重應(yīng)力3.不同情況下土的有效重度分析4.算例5.結(jié)論目錄0.引言1.根據(jù)浮力原理計(jì)算土體的自重應(yīng)力2.根據(jù)有效應(yīng)力原理計(jì)算土體的自重應(yīng)力3.不同情況下土的有效重度分析4.算例5.結(jié)論0引言當(dāng)土層位于地下水位以上時(shí)，土的重度取天然重度。當(dāng)土層位于地下水位以下時(shí)，情況就會(huì)復(fù)雜起來(lái)，對(duì)此學(xué)術(shù)界有過(guò)熱烈的討論。有的學(xué)者認(rèn)為土的自重應(yīng)力是總應(yīng)力，對(duì)于地下水位以下的土，式（1）中土的

2、重度應(yīng)當(dāng)采用飽和重度；也有學(xué)者認(rèn)為自重應(yīng)力為有效應(yīng)力，應(yīng)采用浮重度；還有學(xué)者認(rèn)為可分為總自重應(yīng)力和有效自重應(yīng)力兩部分，二者的關(guān)系是有效自重應(yīng)力等于總自重應(yīng)力減去孔隙水壓力。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界公認(rèn)的土的自重應(yīng)力的定義是有效自重應(yīng)力，對(duì)于地下水位以下土的自重應(yīng)力計(jì)算方法是大家爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。自然界中的土多以成層型式出現(xiàn)，含水層與相對(duì)隔水層互層組成多含水層系統(tǒng)。由于各層地下水的水頭不同，在水壓力差作用下相鄰含水層會(huì)發(fā)生越流，從而在其間的相對(duì)隔水層中產(chǎn)生豎向滲流作用，根據(jù)土力學(xué)有效應(yīng)力原理，有效應(yīng)力是作用在土骨架上的應(yīng)力，

3、地下水對(duì)土骨架不僅有靜水浮力的作用，還有滲透力作用，因此在計(jì)算土的自重應(yīng)力時(shí)，不僅要考慮地下水的靜水浮力，還應(yīng)考慮地下水的滲透力，而這一問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)一直被忽略了。目錄0.引言1.根據(jù)浮力原理計(jì)算土體的自重應(yīng)力2.根據(jù)有效應(yīng)力原理計(jì)算土體的自重應(yīng)力3.不同情況下土的有效重度分析4.算例5.結(jié)論1根據(jù)浮力原理計(jì)算土體的自重應(yīng)力自然條件下，土層和地下水往往都是分層存在的。穩(wěn)定滲流條件下，在含水層中，孔隙水壓力即壓力水頭呈靜水壓力分布，在兩個(gè)含水層之間的弱透水層即相對(duì)隔水層中，孔隙水壓力由其上下兩個(gè)含水層的壓力水頭決

4、定。根據(jù)達(dá)西定律及水流連續(xù)原理，均質(zhì)土層中孔隙水壓力分布為線性。典型的孔隙水壓力分布見(jiàn)圖2。圖2典型的孔隙水壓力分布示意圖以上的分析過(guò)程中，并沒(méi)有直接提到滲透力，因?yàn)榉治鰰r(shí)將飽和微單元土體作為隔離體，其中的土顆粒和孔隙水作為整體來(lái)考慮，這樣土顆粒所受的滲透力作為土顆粒與孔隙水之間的內(nèi)力，在分析時(shí)沒(méi)有顯現(xiàn)，但正是由于滲透力、浮力、重力等的共同的作用，才導(dǎo)致土中孔隙水壓力水頭分布呈現(xiàn)各種不同的型式。也就是說(shuō)考慮了孔隙水壓力水頭分布按照式（7）計(jì)算的有效重度，已經(jīng)包含了滲透力的作用。本文所說(shuō)的浮力是廣義的浮力概念，

5、也可以說(shuō)是包含了地下水靜水浮力和滲透力綜合作用的“動(dòng)水”浮力。由此可得到這樣的結(jié)論：成層土的自重應(yīng)力計(jì)算公式仍可采用式（1），但其中土的重度取值對(duì)于非浸沒(méi)于地下水中的土取天然重度，對(duì)于浸沒(méi)于地下水中的土，其有效重度按式（8）或式（9）計(jì)算。目錄0.引言1.根據(jù)浮力原理計(jì)算土體的自重應(yīng)力2.根據(jù)有效應(yīng)力原理計(jì)算土體的自重應(yīng)力3.不同情況下土的有效重度分析4.算例5.結(jié)論2根據(jù)有效應(yīng)力原理計(jì)算土體的自重應(yīng)力圖3典型地層及孔隙水壓力分布目錄0.引言1.根據(jù)浮力原理計(jì)算土體的自重應(yīng)力2.根據(jù)有效應(yīng)力原理計(jì)算土體的自重

6、應(yīng)力3.不同情況下土的有效重度分析4.算例5.結(jié)論3不同情況下土的有效重度分析需要特別說(shuō)明的是對(duì)于絕對(duì)不透水土層和層間無(wú)壓水含水層中地下水位以上的土層，其孔隙水壓力為0，土中的自重應(yīng)力為其上部土層的水土自重之和，采用式（10）計(jì)算較為方便。當(dāng)絕對(duì)隔水層作為承壓含水層的隔水頂板時(shí)，承壓含水層的自重應(yīng)力計(jì)算應(yīng)采用式（10）。目錄0.引言1.根據(jù)浮力原理計(jì)算土體的自重應(yīng)力2.根據(jù)有效應(yīng)力原理計(jì)算土體的自重應(yīng)力3.不同情況下土的有效重度分析4.算例5.結(jié)論4算例圖4孔隙水壓力水頭分布在a、b、c三種情況下，傳統(tǒng)的自重

7、應(yīng)力計(jì)算結(jié)果與按照本文理論計(jì)算結(jié)果對(duì)比見(jiàn)表3。自重應(yīng)力分布曲線對(duì)比見(jiàn)圖5。傳統(tǒng)方法計(jì)算的土的自重應(yīng)力分布曲線與本文方法計(jì)算結(jié)果對(duì)比（圖5）在圖4a所示情況下，在相對(duì)隔水層中，土顆粒所受的浮力為負(fù)浮力，浮力方向向下，滲流方向?yàn)橛缮舷蛳拢幢疚姆椒ㄓ?jì)算的相對(duì)隔水層及其下的承壓含水層中自重應(yīng)力要大于傳統(tǒng)方法的計(jì)算結(jié)果；在圖4b所示情況下，在相對(duì)隔水層中，土顆粒所受的浮力為欠浮力，浮力方向向上，滲流方向?yàn)橛缮舷蛳?，按本文方法?jì)算的相對(duì)隔水層及其下的承壓含水層中自重應(yīng)力要大于傳統(tǒng)方法的計(jì)算結(jié)果；在圖4c所示情況下，在相

8、對(duì)隔水層中，土顆粒所受的浮力為超浮力，浮力方向向上，滲流方向?yàn)橛上孪蛏希幢疚姆椒ㄓ?jì)算的相對(duì)隔水層及其下的承壓含水層中自重應(yīng)力要小于傳統(tǒng)方法的計(jì)算結(jié)果。目錄0.引言1.根據(jù)浮力原理計(jì)算土體的自重應(yīng)力2.根據(jù)有效應(yīng)力原理計(jì)算土體的自重應(yīng)力3.不同情況下土的有效重度分析4.算例5.結(jié)論5結(jié)論在多含水層地層中，土的自重應(yīng)力受滲流影響很大。受含水層與隔水層的分布及各含水層中壓力水頭的控制，地層中的孔隙水壓力