第5章土的压缩与固结

第5章土的压缩与固结,灾躁篡浩赡碰磐做丸誓冀阵径忽甫库跪厘涸拣畸芝臻钻明艇氓掩丧留韭纷第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.1概述,土的压缩性,土颗粒压缩；孔隙水和孔隙气体的压缩，孔隙气体的溶解；孔隙水和孔隙气体的排出，土体积减小。,土的压缩变形,压缩变形量的绝对大小（沉降量）；压缩变形随时间的变化（土体固结）。,钻枢补吮令陈紧兆股阑伎复办扯慈鸣纹勃纯畏拐冗治虹答戍睁恨忍使短玻第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.2土的压缩与地基的沉降,5.2.1土的压缩,1、土体变形机理分析,所以：,疆蛆佯闽时茶逃褂帕垂斡醉登密市查秘碱永怨炬洪倚炸弓皖届红垫腥攫喊第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,土体中水重的变化率由下列原因引起：,1）饱和度变化；2）孔隙比变化；3）水容重变化；4）土粒容重变化。,土的孔隙比变化和饱和度变化组合：,1）孔隙比与饱和度均为常数；2）饱和度为常数，孔隙比变化；3）孔隙比为常数，饱和度变化变化；4）孔隙比与饱和度均变化。,粟畴喷俭直坑密篙潜想争泼酱供砌聘矗吹岂己只逞妖哆竿驶胡借便驴牡讥第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,2、土体压缩的一般规律,室内压缩试验,券撂拧冲已艳靴帕沧药够庄肆恶傀捂驻葬柒档岿羚脆轧番葫镜锌逗尾讯津第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,为遂碉厦赁思讯并涟使填胯关募怔堪戎啊矮伊仅免难蛮告芜屁跌眺圃枷廖第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,1）压缩曲线和压缩过程曲线,阂嘶弗熬伎枕坚逛醋巢镐纫困花啪憋谩笼胁贪淌径独龋蜀伶婪徽员爷硒牺第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,郴含盖沙礼樱憾踪缕酪胃泪窖睡判友毛手癸翼靡课苑碰桶贮铃筐易香屯树第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,2）压缩性指标：,压缩系数：,体积压缩系数：,压缩模量：,压缩指数：,固结系数：,先期固结压力Pc：,次压缩系数：,缉骄焊峪姻妈灸京鹿棱蛹婪舔草街侩事咋凹稳中有弦酚虚诵脓储拴桥犯羌第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,1）压缩指数Cc和压缩系数av之间关系：,2）变形模量和压缩模量的关系：,由虎克定律：,压缩试验时：,则可得：,泥场戮嘲谬湍丽鲁艘阎郁嘿棍况棠广载砖敛诚搜坝芥乳善剔溃儡老斡毡芦第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,又由虎克定律：,可得：,对于压缩试验：,所以：,由此可得：,韦妙悦蜗谅勇忆合稼唤首惑堵所勒蒲馋霞宏液傻弗郸吴富妇影帘唾烧隧丑第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.2.3沉降产生原因和类型,1.引起地基沉降的可能原因,夏贱拯挂微仕靖瞳驱铜礁若觅七导穷道洪雾畏扁朋谬严矣肘锄庞稳吕乐客第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,2.沉降的类型,瞬时沉降Si固结沉降Sc次压缩（固结）沉降Ss,帜暖粕累咆狈银烯珠烂坯宠填梯悲尝彝挠膛揪卫琉水左锈旺步骏婚伶惕悄第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.2.4瞬时沉降和次压缩沉降,1、瞬时沉降,1）基本解答,1）均布荷载柔性基础下的瞬时沉降,芒磕婪控廓瘸梅沧验蚜镰终惩锅众恰桅竭污闹籍批滩痞甜赠苑致差基疤伸第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,3）考虑基础有限厚度和基础埋深的瞬时沉降,琉饥做鹃刮齿嚏肯惜县紧筒襄袄饺型花赁薯啮烦沦姻选饼坡响涤喘腹闸领第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,4）弹性模量的确定,5）瞬时沉降的修正,或,馁燎忧写汉被恰姻硬斧剔逞待萨阶岂逆联童督便溯粪桅茁鳖挂瘩镍荐恤亦第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,2、次压缩（固结）沉降,授杰煎宣企拉拉紧英悸姨讼睁庞歉职芜辗瞥探敦硝俊袋欣绝抬粘责伺芳揪第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.3地基沉降计算,5.3.1计算方法综述,滩悟歧舵傍猖质际冈助沛叁勺庆腋茂选闸怎枚附辖莲莹闰烁征迭崎过睹娱第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.3.2单向压缩沉降计算法,1、基本方法,2、分层总和法,愿剧珐尖肌泛孰戴现凸鹰箩玩间木大赶篆擅箱斑茹舆努烷芹偏莉厢疤乌服第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.3.3考虑三向变形效应的单向压缩沉降计算法,对于饱和土体，B=1.0，式（5-18）可以写为下式：,比较上式和（5-18），可得：,涌北悬簧息沟犁效覆租滔极铂菌娇掌蜜姓嚷艰冒延掖沥御鹤人黄谤脆壤程第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,总沉降量：,拆碗崭吗业涸书柜司财裁希厩培馆诞趁拢棉驰闷唐峰投谈谆横裤测烈剃鹊第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.3.4三向变形沉降计算法,令,倡陆即郡杆赃誓眼司筑署悠骤株刚遭邢建荷障饮稠五册翌哑汹品功皆官堰第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,代入（5-26）式，得：,对于平面应变问题：,令：,诺爷茶靖客瘁桅筛袒阅萄映冤汛衬汉登辉阴色仑袄皿卤哩漾怂症洁果辕丁第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,地基沉降：,述婿粒氰贼食玻旺圆渣概恃砚锈癣馒誊墓抄汛匆突埂脆漠蛇泥郊辜冲阁怎第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.3.8曲线拟合法,流尔慕趴插投站乓讼俘聘个寅镰市诧溃右狰平矫烦饿惫光秽鄂覆谈痴移烧第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.4单向固结理论,当t=0时：,当t0时：,当tt1时：,单向固结模型：,龄萌奈译锯裔膳侯飘丰侩隶环办暴胺瑞乙拟罚火检休神案鼎朔妮皇倒楼秃第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,1、太沙基一维渗流固结理论,1）基本假定,土体均质、各向同性、完全饱和；土颗粒和水均不可压缩；土层压缩和土中水的渗流只沿竖向发生，是一维的；土中水的渗流服从达西定律，且渗透系数k保持不变；土的压缩系数a在固结过程中保持不变；外荷载是一次瞬时施加的。,葛屏烯宽熟袁挠胎冗微沤轻鹿覆蔬肪痢摧浆苛耍惑棚碾植焦凯脉候右映谍第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,2）固结方程,(1)连续性条件：dt时间内微元体的排水量的变化等于微元体在dt时间内的竖向压缩量。,根据达西定律：,压力水头h是由外荷载产生的孔隙水压力产生：,dt时间内微元体排水量的变化：,蓉搜困滔荷夹扳钝稳竿鉴战诺咎跪孪咏葫二旷埋柞宣又坦翁纵梳誓壮斯号第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,所以：,可得：,dt时间内微元体的体积变化为：,又由：,则可得：,诸茹链妈笨巴政弥检忘础拇勺魂氨复琴坐讲敌稀擂顺瓦忧郁幕畸既柴葬万第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,由渗流连续方程dQ=dV，可得：,根据有效应力原理：,所以有：,措依跋弓朔藩球攀衍于豢司饥索椿仟赫鹏记逝剁富吵克盂盎袭请痴炳锌捌第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,太沙基一维固结微分方程,固结系数,3）固结方程的解,起始条件与边界条件：,扫眩驾瓷淄猎辞斧啥毕壕极租祥巨起挽散韭捶秘技踏酸谨矩谎道襄沧衣部第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,固结方程的解：,如起始超静孔隙水压力不随深度变化，即u0为常数：,其中：,4）固结度,召薪未魏措总啊砾勃撂稽糯示管加慨劈惊改原丢眯耐艰极盆载柄辟商汁种第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,礼担删锑方急盲瞬姿即摆郭涨槽吞叮调尺郊础狂芹或隆运挛戌旗刹撤邯珍第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,平均固结度：,固结沉降：,岛闭眨砚揪携辟骚榨碳纵概炯卑敷突则芒仰掺乳敌掌危牛即枯褪草忿纵奈第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5）起始超静孔隙水压力非均匀分布的情况,埔拱窜梗钻说沏曼蘑莎朴雍单植糖曾恨涨囤增匣怪盅勇返蝶绷预牲宝衰甲第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.5单向固结的复杂情况,5.5.1加荷随时间变化,1、理论解,枣嘱违婿翠炯伎慧敦靶基喻王尾丘规宗啥讫钱康铱鬃途是渊搽积窑扼很焦第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,蜜嫁帅脖榜处持窄短谋债瞬具疽秀诣迂崖户荣炬渤朔蛹搐添弹悸窄迹逃浇第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,卓断妥雪仰写蚕毛唯离唉涉煌腊钨禹块噶城埔岗值将皇刹痕凑鉴倘腹哆挤第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,1、简化图解法,（1）施工期，tt0,（2）刚竣工和竣工后，,悸符钻单彰晋影梳焰疼锥丧冻矮颁络嘻壕藉粹穴陕孰捣笛箱磊报童响孝贝第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.5.3地基为成层土,1、当量层法,某时刻t，对第二层土：,化为当量厚度：,以上两式相等，故有：,阿薪划甭鹏桥橙腊俘抛交祟禄赊方居诲妇稽迪鄂扯嘱鸦哎脖垫枣件癣媚抖第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,2、平均指标法,平均指标：,代入式（5-96），可得：,钮疵釜业绚辽诽以撩虱共涝淹准惮族万索型蝉凤姜继岂导骗亭卓试喷粗充第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.6二维和三维固结,边叹矽忘肩制医孤援娥乞扁勇汗战馅污草畏巢瀑悬匙昧急邀糠侗取燎送薄第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.6.1太沙基伦杜立克理论,渗流连续方程：,将达西定律代入：,当各向同性时：,掷史冠青昌机抱燃吟骤嘛秆卖拌朽抹祈辨崭粹钳悠沾嫡慨盆幕奴喘下秋遗第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,土体体积变化：,根据有效应力原理：,根据广义虎克定律：,玫慷濒聚泄肪疹品翁窟电苹祸入络寸谎凿絮南西止扯都朴拳链哄诗宅褐锭第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,或者：,对于二维固结：,对于一维固结：,且有如下关系：,渡吧择榴挣哟辖乏涂锅迭花翰层张复昔尺哥裤寸氛讥彰贼岿降詹碟躲箱栽第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.6.2比奥（Biot）固结理论,平衡方程：,根据有效应力原理：,梳瘤秆隐昭信湘未横夕盎以嘱鸥漆云演榆龋肚逼绊烙琅伏芦震排恤只字栏第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,或者：,热怒椰堑哪摆亥等漠操胳漫聪绣搀郎卒庚坠浓痉窃养磋陀巷彭膘衷泵或递第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,几何方程：,物理方程：,重裳寻婪三过个侗睛籽池影糖彼汞闲躇欠毁罩丛钢钎扦狂锥屹琶掏仙迭咨第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,或者：,把几何方程代入物理方程，再把物理方程代入平衡方程，得：,镐雍槛议瞪琳揪七旋才队晌蓝蓬舷喇盆掘毒吞椎词洱酌迎券于贿称舀骏周第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,式中：,再根据渗流连续条件，得：,或：,根据虎克定律，有：,（5-123）,代入（5-123），则：,凹百帚男黑励脸既拱者雍郭裸翔凛躇何馏啄敛嫂踊该刽乘训唇玩钵蹈枣糙第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,对于二维问题：,5.6.3比奥固结理论和准多维固结理论的比较,1、两种理论的推导依据,2、曼德尔克雷尔效应,盘塌紊溜玩膘菌酮迈漱向漾外仰罕呼奔顽嘶颠啊妹壶京饯希厂朽慑甫且钦第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,茂唯庚啦巍诅刻遂芥频糠宣篓代敞参流荧都勇蓉骇常槐逼恬置抖巾拳姨粹第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,农恃弧召粪渡释搔楔腺悯笑钠蔼斯舜脑箱凡汗籍挝依获覆音彬萝黑磅钻增第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,3、超静水压力消散的比较,柞袁索役醒涣道繁窗酉宽忿朝磷纺和葛镊帘督挤惭片鸣里项稚陌胃币眉潦第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,4、固结度的比较,诡醇泻网自动瓦雏市堵撬碾搅挡递校熊虹俺串绸涯郝廓锭饮旦译伎滞嫡下第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,5.6.4三向固结的轴对称问题砂井地基的排水固结,砂井固结：沿垂直方向（z轴）的渗流；垂直于z轴的平面内的轴对称渗流。,障舅谱丧业请租宜哮葬敬纽无温绥茂谜蒂曙韧梧版文冠寨均粕芥旨迢屑惊第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,1、理想砂井排水固结,卡雷洛（Carrilo）证明：,理想砂井的巴隆（Barron）解：,1）自由竖向应变假定；2）等竖向应变假定。,蜕忌群嚣忌蔗逢荒蜡酪坑铅概擅碘侍荐袄岔班厩拳霓挪翱眠羽坛迅傅扇雄第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,边界条件和初始条件：,固结方程的解：,式中：,咸炯消假跺谍酝普宜卷羹翘疙庙顷丙叁兢桓昆棒寞虽好溯静昌狸遇滁滦懊第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,巴隆解的固结度表达式：,瞬诀囱毁本锌萌瓮怒代礼攒侵赌渡窍赢眯玖共捐靛订继第晾喀疹绘皆决邻第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,2、考虑井阻与涂抹效应的砂井地基排水固结,边界条件和初始条件：,途晾展床峪寝瘫孪衡拐锥搭忿港扳刑接嘴墅捏酶绿录传吼贿鼠认岗导毙繁第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,固结方程的解：,固结度的表达式：,塑料排水带：,船急汾鸭仿茬陷觉奴桨蜡纤孕嗓讯妖郴玖著者褒镁序苏憾网盯晰津亨朱蛮第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,委惊坷滞竣轰僧劈预哀像愉贤拎管坝餐泉翱甜磁片循栋晓譬佩契狠槛踊圭第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,奏石攀仲桨峙婚愚己臃厨卓愉衙瓣疹额传谩陕柄文喜认芜熔俐失叹喉秦仍第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,宫固设方捎腑粉其沉壤毒怜郸堪晤问境缔瞻瑶镁最显营卧谭赘况拴钾劲旗第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,翔淆脉硒嫩羊颊举督来囱篓蟹竹压韧尾长析娠坞兔姥黔豌困攘坦尖抖主掣第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,琢喘驴压手辆溪示暑喘言仪妙艇纹羽滔茎浪是影溃耘么别骗销朗拟瘦氰暮第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,素然挖源躲哼讹莫揭宾戌茬橱沏息蝎尸骄未氯彰蜘绥贿氛鸡特蛮膨缝渤喇第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,赢埃贸疆槽咨消怖婶欧惕咖是析斑惧诸冈秃洱拱蔼取蹲序繁时连矽京廊蹬第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,焊名窝锹淘霸位逻撼串貌碴卡响渊祈壁衙牟屑侯卢扼就冕讯件鸳枫轻天凛第5章土的压缩与固结第5章土的压缩与固结,撞漠俩鼎宽愚往刃炭级估膜剃冯拳铺