《土力学地基变形》PPT课件

第六章,地基变形,防灾科技学院防灾工程系主讲教师:李巨文,6.1概述6.2地基变形的弹性力学公式6.3基础最终沉降量6.4地基变形与时间关系,第六章：地基变形,6.1概述,墨西哥某宫殿,左部：1709年右部：1622年地基：20多米厚粘土,工程实例,问题：沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。左侧建筑物于1969年加固,工程实例,Kiss,由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触,6.1概述,工程实例,基坑开挖，引起阳台裂缝,6.1概述,新建筑引起原有建筑物开裂,6.1概述,工程实例,高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除,6.1概述,工程实例,建筑物立面高差过大,6.1概述,47m,39,150,194,199,175,87,沉降曲线(mm),工程实例,建筑物过长：长高比7.6:1,6.1概述,6.1概述,地基变形的计算方法,弹性理论法分层总和法最常用应力历史法斯肯普顿-比伦法应力路径法,天然土层,均质线性变形体,弹性理论计算附加应力,简化假设计算地基变形量,无粘性土不考虑固结问题粘性土考虑固结问题,6.2地基变形的弹性力学公式,集中力P作用下弹性半空间表面的沉降量,弹性模量常用变形模E0量代替,6.2地基变形的弹性力学公式,绝对柔性基础均布矩形荷载作用在地基表面的沉降量,角点下的沉降,中心点的沉降,基础平均沉降量,6.2地基变形的弹性力学公式,绝对柔性基础均布矩形荷载作用在地基表面的沉降量,绝对刚性基础沉降量计算,6.2地基变形的弹性力学公式,绝对刚性基础的抗弯刚度无穷大，受弯矩作用不会发生挠曲变形。因此，基础受力下沉后，原来为平面的基底仍保持为平面。,6.3基础最终沉降量计算,基础的最终沉降量计算,最终沉降量S：,t时地基最终沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑沉降过程。,以一维侧限应力状态土的压缩特性为基础的分层总和法,计算方法：,基础的最终沉降量计算,单一土层一维压缩问题地基最终沉降量分层总和法地基沉降计算的若干问题,6.3基础最终沉降量计算,理论上不够完备，缺乏统一理论,是一个半经验性方法,假设基底压力为线性分布附加应力用弹性理论计算侧限应力状态,只发生单向沉降只计算固结沉降，不计瞬时沉降和次固结沉降将地基分成若干层，认为整个地基的最终沉降量为各层沉降量之和：,基本假定和基本原理：,6.3基础最终沉降量计算,6.3.1分层总和法,6.3基础最终沉降量计算,（二）分层总和法1、分层计算的原因：土层性质不同；精度要求。2、公式：,6.3基础最终沉降量计算,分层标准：不同土层界面和地下水面，分层上薄下厚，厚度取0.4b或12m。,一般粘土；高压缩土。,压缩层下限的确定：,6.3基础最终沉降量计算,（2）计算自重应力,6.3基础最终沉降量计算,6.3基础最终沉降量计算,6.3基础最终沉降量计算,（5）地基各分层土的孔隙比变化值的确定。按各分层的及值从土样4-1或土样4-2的压缩曲线查取孔隙比。（6）地基沉降计算深度的确定。一般按的要求来确定沉降计算深度的下限，8m处满足要求。（7）地基各分层量计算。（8）计算最终沉降量。,6.3基础最终沉降量计算,【例题2】某建筑物地基的应力分布及土的压缩曲线如图,计算第二层土的变形量。,6.3基础最终沉降量计算,（2）计算第二层土的附加应力平均值：,（3）自重应力与附加应力平均值之和：,解（1）计算第二层土的自重应力平均值：,6.3基础最终沉降量计算,（5）计算第二层的变形量：,（4）查压缩曲线求,6.3基础最终沉降量计算,6.3基础最终沉降量计算,平均附加应力系数，按l/b、z/b查表6-5、66。,第n层,第i层,Ai,Ai-1,6.3基础最终沉降量计算,软粘土（应力集中）S偏小,s1硬粘土（应力扩散）S偏大,s30%时可近似地取：,荷载一次瞬时施加地基的平均固结度：,6.5地基变形与时间的关系,H-排水距离，单面排水时取土层厚度H，双面排水时取H/2。,为了便于实际应用，将不同固结情况的绘制出如下图所示的关系曲线：根据附加应力分布图、排水条件和值，即可从曲线中查的。,6.5地基变形与时间的关系,（1）压缩应力分布不同时,常见计算条件,6.5地基变形与时间的关系,（2）双面排水时,无论哪种情况，均按曲线（1）计算压缩土层深度H取1/2值,地基的平均固结度计算,常见计算条件,6.5地基变形与时间的关系,6.5地基变形与时间的关系,有关沉降时间的工程应用问题,求某一时刻t的固结度与沉降量求达到某一固结度所需要的时间根据前一阶段测定的沉降时间曲线，推算以后的沉降时间关系,6.5地基变形与时间的关系,求某一时刻t的固结度与沉降量,Tv=Cvt/H2,St=UtS,t,6.5地基变形与时间的关系,有关沉降时间的工程应用问题,求达到某一沉降量(固结度)所需要的时间,Ut=St/S,从Ut查表（计算）确定Tv,6.5地基变形与时间的关系,有关沉降时间的工程应用问题,根据前一阶段测定的沉降时间曲线，推算以后的沉降,对于各种初始应力分布，固结度均可写成：,已知：t1St1t2St2t3St3,公式计算B，s,计算St,6.5地基变形与时间的关系,有关沉降时间的工程应用问题,两种经验方法：1.对数曲线法（三点法）2.双曲线法（两点法）,小结,土的压缩特性测试方法一维压缩性及其指标地基的最终沉降量计算饱和土体的渗流固结理论,侧限压缩试验三轴压缩试验土的应力应变关系,-p、e-p、e-lgp曲线先期固结压力原位压缩曲线及再压缩曲线,单一土层一维压缩问题地基最终沉降量分层总和法地基沉降计算的