土力学课件-第4章-土的压缩性与地基沉降计算.

1、土力学课件-第4章-土的压缩性与地基(dj)沉降计算.第一页，共80页。第二页，共80页。第三页，共80页。沉降值的大小取决于沉降值的大小取决于地基土的压缩地基土的压缩(y su)(y su)实质实质 性、各土层厚度及其压缩地基土层的类型、分布布建筑物荷载的大小和分。会被压缩，也会被排出部分）；）不变；但会被排出（孔隙水体积（不变；土粒体积（asVVV)第四页，共80页。第五页，共80页。第六页，共80页。加荷进行试验，常用的分级加荷量加荷进行试验，常用的分级加荷量p p为：为：100100，200200，300300，400kPa400kPa。土的压缩是由于孔隙体积减小，所以土的变形常用孔隙

2、比土的压缩是由于孔隙体积减小，所以土的变形常用孔隙比e e表示。表示。第七页，共80页。第八页，共80页。第九页，共80页。第十页，共80页。l要绘制要绘制ep曲线，就必须求出各级压力作用下的孔隙比曲线，就必须求出各级压力作用下的孔隙比le。l如何求如何求e？看示意图：？看示意图：l设试样的初始高度为设试样的初始高度为H0，S为某级压力下土样高度变化用百分表为某级压力下土样高度变化用百分表量测，量测，cm。设土粒体积为。设土粒体积为VS=1(不变不变)，压缩稳定后的孔隙体积，压缩稳定后的孔隙体积为为Vv1，根据土的孔隙比的定义，根据土的孔隙比的定义,那么那么(nme)受压前后土的孔隙体积受压前

3、后土的孔隙体积分别为分别为e0和和ei。Vv=e0Vv=eiVs=1Vs=1第十一页，共80页。依侧限压缩试验原理可知依侧限压缩试验原理可知(k zh)(k zh)：土样压缩前后试样截面积土样压缩前后试样截面积A A不变，不变，土粒体积不变，即土粒体积不变，即VS0VS0VS1VS1，那么有，那么有)1 (11000000eHSeeeSHeHii4-24-2第十二页，共80页。l常规试验中，一般按常规试验中，一般按P=100kPaP=100kPa、200kPa 200kPa 、 300kPa 300kPa 、 400kPa400kPa四级加荷，测定各级压力四级加荷，测定各级压力(yl)(yl)

4、下的稳定变形量下的稳定变形量S S ，然后由式然后由式4-14-1计算相应的孔隙比计算相应的孔隙比e e 。第十三页，共80页。1221eeeappp 第十四页，共80页。第十五页，共80页。212111211111zszzvppppedpEheedamhe第十六页，共80页。第十七页，共80页。第十八页，共80页。根本根本(gnbn)(gnbn)假设假设 地基是均质、弹性地基是均质、弹性地基土不产生侧向变形，以根底中点沉降量代替根底沉降量地基土不产生侧向变形，以根底中点沉降量代替根底沉降量第十九页，共80页。cz0 .4 ( 4)ihb o rm第二十页，共80页。l(1)(1)一般取附加应

5、力与自重应力的比值为一般取附加应力与自重应力的比值为2020处，即处的处，即处的深度作为沉降计算深度的下限深度作为沉降计算深度的下限; ;l(2)(2)假设在该深度以下为高压缩性土软土，那么应取假设在该深度以下为高压缩性土软土，那么应取附加应力与自重应力的比值为附加应力与自重应力的比值为1010处处; ;l(3)(3)在沉降计算深度范围内存在在沉降计算深度范围内存在(cnzi)(cnzi)基岩时，基岩时，znzn可可取至基岩外表为止。取至基岩外表为止。0.20.1zczc第二十一页，共80页。1211iiiiiiieeshhe1112ciciiipe21212iiiiziziipppep 1n

6、iissl【讨论【讨论(toln)】分层越细越准确吗？】分层越细越准确吗？第二十二页，共80页。l【例【例4-14-1】某厂房柱下单独方形根底，根底底面积尺寸为】某厂房柱下单独方形根底，根底底面积尺寸为4m4m4m4m，埋深，埋深d d1.0m1.0m，地基为粉质粘土，地下水位距天然地，地基为粉质粘土，地下水位距天然地面。上部荷重传至根底顶面面。上部荷重传至根底顶面F F1440kN,1440kN,土的天然重度土的天然重度 16.0kN/m,16.0kN/m,饱和重度饱和重度 sat sat18.2kN/m18.2kN/m，试分别，试分别(fnbi)(fnbi)用用分层总和法计算根底最终沉降分

7、层总和法计算根底最终沉降fak=94kPafak=94kPa。第二十三页，共80页。l实用计算步骤：分层实用计算步骤：分层计算每一层的自重应力和附计算每一层的自重应力和附加应力加应力确定确定(qudng)(qudng)计算深度计算深度计算每一计算每一层的平均自重应力层的平均自重应力 l和平均附加应力和平均附加应力( )( )1112ciciiipe21212iiiiziziipppep 21212iiiiz iz iipppep 令e2i1211iiiiiiieeshhe211ciciiP21212iiiiziziipppep 第二十四页，共80页。第二十五页，共80页。10000200105

8、PpkPaLB020020 1.5170ppdkPa0201.530cdkPa101020 2.580ccchkPa第二十六页，共80页。323108(219.8)2.5136cchkPa21280(219.8)2.5108cchkPa434136(219.8)2.5164cchkPa545164(219.8)2.5192cchkPa第二十七页，共80页。第二十八页，共80页。第二十九页，共80页。二地基标准二地基标准(biozhn)(biozhn)法法( (应力应力面积法面积法) )第三十页，共80页。l应力面积法一般按地基土的天然分层面划分计算土层，引入土应力面积法一般按地基土的天然分层面

9、划分计算土层，引入土层平均附加应力的概念，通过层平均附加应力的概念，通过(tnggu)平均附加应力系数，将平均附加应力系数，将基底中心以下地基中基底中心以下地基中zi-1-zi深度范围的附加应力按等面积原那深度范围的附加应力按等面积原那么化为相同深度范围内矩形分布时的分布应力大小，再按矩形么化为相同深度范围内矩形分布时的分布应力大小，再按矩形分布应力情况计算土层的压缩量，各土层压缩量的总和即为地分布应力情况计算土层的压缩量，各土层压缩量的总和即为地基的计算沉降量。基的计算沉降量。第三十一页，共80页。1,ii1,iizz)(11111100zzzzzzsizzzzsizsizzzzzzzidd

10、EdEdEdsiiiiiiii第三十二页，共80页。zzzzzzddii100即为基底(j d)中心点以下0-zi深度范围附加应力面积Ai即为基底中心点以下0-zi-1深度(shnd)范围附加应力面积Ai-1siiiiisiiisiiiEzpzpEAAEAs10101)(11101iiiinisiniizzEpss平均竖向附加应力系数第三十三页，共80页。l计算深度确实定计算深度确实定l计算深度计算深度ZnZn可按下述方法确定：可按下述方法确定：l 1 1对无相邻荷载对无相邻荷载(hzi)(hzi)的独立根底，根底宽的独立根底，根底宽度在度在1-30m1-30m范围内时，可按以下简化的经验公式

11、范围内时，可按以下简化的经验公式确定沉降计算深度确定沉降计算深度ZnZn：l在计算深度范围内存在基岩时，取至基岩外表，在计算深度范围内存在基岩时，取至基岩外表，当存在较厚的坚硬粘性土层，其孔隙比小于当存在较厚的坚硬粘性土层，其孔隙比小于0.50.5、压缩模量大于压缩模量大于50MPa,50MPa,或存在较厚的密实砂卵石层，或存在较厚的密实砂卵石层，其压缩模量大于其压缩模量大于80MPa,Zn80MPa,Zn可取至该层土外表。可取至该层土外表。(2.5 0.4ln )nzbb第三十四页，共80页。l2 2考虑考虑(kol)(kol)相邻荷载的影响应满足下式要求：相邻荷载的影响应满足下式要求：ni

12、inss1025.0式中：式中：sn-sn-在深度在深度znzn处，向上取计算厚度处，向上取计算厚度(hud)(hud)为为z z的计算变形值；的计算变形值；z z查查P102P102表表4-74-7；si-si-在深度在深度znzn范围内，第范围内，第i i层土的计算变形量。层土的计算变形量。如确定的沉降计算深度下部仍有较软弱土层时如确定的沉降计算深度下部仍有较软弱土层时, ,应继续往下计应继续往下计算算, ,同样也应满足上式。同样也应满足上式。第三十五页，共80页。lssl? ?标准标准(biozhn)?(biozhn)?推荐的沉降计算公式：推荐的沉降计算公式：l式中：式中：s-s-沉降计

13、算经验系数，应根据同类地区已有房屋和构筑物实沉降计算经验系数，应根据同类地区已有房屋和构筑物实测最终沉降量与计算沉降量比照确定，查书测最终沉降量与计算沉降量比照确定，查书9999表表4-54-501111()nnssisiiiiiisipssszzE(432)第三十六页，共80页。l平均压缩平均压缩(ysu)模模量的计算量的计算4)3344(3)2233(2)1122(1)0011(0)00(01/1sEZZEsZZsEZZsEZPnnZPnsiEiAniAsE第三十七页，共80页。l标准法采用了精确的标准法采用了精确的“应力面积的概念，因而可以划分较少应力面积的概念，因而可以划分较少的层数，

14、一般可以按地基土的天然层面划分，使得计算工作得以简化。的层数，一般可以按地基土的天然层面划分，使得计算工作得以简化。l地基沉降计算深度地基沉降计算深度(shnd)(shnd)确实定方法较分层总和法合理。确实定方法较分层总和法合理。l提出了沉降计算经验系数，它综合反映了许多因素的影响。提出了沉降计算经验系数，它综合反映了许多因素的影响。l实质上是一种简化并经修正的分层总和法。实质上是一种简化并经修正的分层总和法。第三十八页，共80页。l【例题【例题3】：由图】：由图20所示的根底尺寸所示的根底尺寸(chcun)为为2.5m2.5m，柱轴向力设计值，柱轴向力设计值562.5k，根底自重和覆土标，根

15、底自重和覆土标准值准值G=250k。根底埋深。根底埋深d=2m,试用试用?标准法标准法?计算地基的计算地基的最终沉降量。最终沉降量。第三十九页，共80页。l解基底附加压力注意：设计值转化为标准值解基底附加压力注意：设计值转化为标准值l确定确定(qudng)沉降计算深度沉降计算深度l计算各土层沉降量计算各土层沉降量l确定确定(qudng)沉降经验系数沉降经验系数l计算最终沉降量计算最终沉降量l作业：作业：P134第第5题题第四十页，共80页。正常固结土、超固结土、欠固结土的概念正常固结土、超固结土、欠固结土的概念正常固结土在现有自重压力正常固结土在现有自重压力(yl)(yl)下完全固结。下完全固

16、结。即现有自重压力即现有自重压力(yl)(yl)等于先期固结压力等于先期固结压力(yl)(yl)的土。的土。 (a(a图图超固结土是先期固结压力超固结土是先期固结压力(yl)(yl)大于现有自重压力大于现有自重压力(yl)(yl)的土的土(PcPo)(PcPo)。说明土在历史上曾受过比现有自重压力说明土在历史上曾受过比现有自重压力(yl)(yl)大的固结压力大的固结压力(yl)(yl)。(b(b图图欠固结土是在现有自重压力欠固结土是在现有自重压力(yl)(yl)作用下尚未完全固结的土。作用下尚未完全固结的土。(c(c图图 第四十一页，共80页。第四十二页，共80页。l为了建筑物的平安与正常使用

17、，对于一些重要或特殊的建筑为了建筑物的平安与正常使用，对于一些重要或特殊的建筑物应在工程实践和分析研究中掌握沉降与时间关系的规律性，这物应在工程实践和分析研究中掌握沉降与时间关系的规律性，这是因为较快的沉降速率对于建筑物有较大的危害。是因为较快的沉降速率对于建筑物有较大的危害。l例如，在第四纪一般粘性土地区，一般的四、五层以上的民用例如，在第四纪一般粘性土地区，一般的四、五层以上的民用建筑物的允许沉降仅建筑物的允许沉降仅10cm左右，沉降超过此值就容易产生裂缝；左右，沉降超过此值就容易产生裂缝；而沿海软土地区，沉降的固结过程很慢，建筑物能够适应于地基而沿海软土地区，沉降的固结过程很慢，建筑物能

18、够适应于地基的变形。因此的变形。因此(ync)，类似建筑物的允许沉降量可达，类似建筑物的允许沉降量可达20cm甚至甚至更大。更大。第四十三页，共80页。l 碎石土和砂土的压缩性小而渗透性大，在受荷后碎石土和砂土的压缩性小而渗透性大，在受荷后固结稳定所需的时间很短，可以认为在外荷载施加固结稳定所需的时间很短，可以认为在外荷载施加完毕时，其固结变形就已经根本完成。完毕时，其固结变形就已经根本完成。l 饱和粘性土与粉土地基在建筑物荷载作用下需饱和粘性土与粉土地基在建筑物荷载作用下需要经过要经过(jnggu)(jnggu)相当长时间才能到达最终沉降，例相当长时间才能到达最终沉降，例如厚的饱和软粘土层，

19、其固结变形需要几年甚至几如厚的饱和软粘土层，其固结变形需要几年甚至几十年才能完成。因此，工程中一般只考虑粘性土和十年才能完成。因此，工程中一般只考虑粘性土和粉土的变形与时间的关系。粉土的变形与时间的关系。 第四十四页，共80页。l了解地基沉降与时间的关系了解地基沉降与时间的关系 以便安排施工顺序，控制施以便安排施工顺序，控制施工速度及采取必要的建筑措施，以消除沉降可能带来的不利后果。工速度及采取必要的建筑措施，以消除沉降可能带来的不利后果。l要熟悉地基沉降与时间的关系，就须先了解有效要熟悉地基沉降与时间的关系，就须先了解有效(yuxio)(yuxio)应力原应力原理和饱和土体渗透固结理论。理和

20、饱和土体渗透固结理论。 第四十五页，共80页。? ?建筑地基根底建筑地基根底(gnd)(gnd)设计标准设计标准? ?建议建议一般多层建筑物在施工期间完成的最终沉降一般多层建筑物在施工期间完成的最终沉降量：量： 砂土：砂土：8080低压缩性土：低压缩性土：5080%5080%中压缩性土：中压缩性土：2050%2050%高压缩性土：高压缩性土：520%520%第四十六页，共80页。l在设计时不仅需计算根底在设计时不仅需计算根底(gnd)(gnd)的最终沉降，有时还需知道地的最终沉降，有时还需知道地基沉降与时间的关系。基沉降与时间的关系。l一一 饱和土的渗流固结饱和土的渗流固结l1 1、饱和土体受

21、荷产生的渗流固结过程可概括为：、饱和土体受荷产生的渗流固结过程可概括为： l1 1土体空隙中自由水逐渐排出；土体空隙中自由水逐渐排出；l2 2土骨架受力被压缩，土体孔隙体积逐渐减小；土骨架受力被压缩，土体孔隙体积逐渐减小；l3 3由孔隙水承担的压力由孔隙水承担的压力u u，逐渐转移到土骨架上，成为有效应，逐渐转移到土骨架上，成为有效应力。力。饱和土体的渗流固结过程是排水、压缩和压力转移，三者同时进饱和土体的渗流固结过程是排水、压缩和压力转移，三者同时进行的过程。行的过程。第四十七页，共80页。l2 2、有效应力原理、有效应力原理 u u ,l用太沙基渗透用太沙基渗透(shntu)(shntu)

22、固结模型很能说明问题。固结模型很能说明问题。 l当当 t t 0 0 时，时， u u ， 0 0 l当当 t t 0 0 时，时， u u ， 0 0l当当 t t 时，时， ,u ,u 0 0 l结论：结论： u u ， 饱和土的渗透饱和土的渗透(shntu)(shntu)固结固结过程就是孔隙水压力向有效力应力转化的过程。在渗透过程就是孔隙水压力向有效力应力转化的过程。在渗透(shntu)(shntu)固结过程中，伴随着孔隙水压力逐渐消散，有固结过程中，伴随着孔隙水压力逐渐消散，有效应力在逐渐增长，土的体积也就逐渐减小，强度随着提效应力在逐渐增长，土的体积也就逐渐减小，强度随着提高。土的变

23、形只取决于有效应力。高。土的变形只取决于有效应力。第四十八页，共80页。l1、砂土(sh t)液化：是指饱和砂土(sh t)或粉土在地震力作用下,砂土(sh t)或粉土在受到强烈振动后,土粒处于悬浮状态,致使土体失去强度而造成地基失效的现象。 第四十九页，共80页。l2 、砂土液化的形成机制砂土受振动时，每个颗粒都受到其值等于振动加速度与颗粒质量乘积的惯性力的反复作用。由于颗粒间没有内聚力或内聚力很小，在惯性力周期性反复作用下，各颗粒就都处于运动状态，它们之间必然产生相互错动并调整其相互位置，以便降低其总势能最终(zu zhn)到达最稳定状态。如振动前砂体处于紧密排列状态，经震动后砂粒的排列和

24、砂体的孔隙度不会有很大变化，如振动前砂土处于疏松排列状态，那么每个颗粒都具有比紧密排列高得多的势能，在振动加速度的反复荷载作用下，必然逐步加密，以期最终(zu zhn)成为最稳定的紧密状态。第五十页，共80页。l如果砂土位于地下水位以下的饱水带，此时要变密就必须排水。如砂的渗透性不良，排水不通畅，那么前一周期的排水尚未完成，下一周期的孔隙度再减小又产生了。应排除的水不能排出，而水又是不可压缩的，所以孔隙水必然承受由孔隙度减小而产生的挤压力(yl)，于是就产生了剩余孔隙水压力(yl)或超孔隙水压力(yl)。前一个周期的剩余孔隙水压尚未消散，下一周期产生的新的剩余孔隙水压力(yl)又迭加上来，故随

25、振动持续时间的增长，剩余孔隙水压会不断累积而增大。当到达总应力值时，有效正应力下降到0，颗粒悬浮在水中，砂土体即发生振动液化，完全丧失强度和承载能力。第五十一页，共80页。l砂土发生液化后，在超孔隙水压力作用下，孔隙水自下向上运动。如果砂土层上部无渗透性更弱的盖层，地下水即大面积地漫溢于地表；如果砂土层上有渗透性更弱的粘性土覆盖，当超孔隙水压力超过盖层强度，那么地下水携带砂粒冲破盖层或沿盖层已有裂缝喷出地表，即产生所谓的“喷水冒砂现象。地基砂土液化可导致建筑物大量沉陷或不均匀沉陷，甚至倾倒，造成极大(j d)危害。地震、爆破、机械振动等均能引起砂土液化，其中尤以地震为广，危害最大。第五十二页，

26、共80页。l3、 影响砂土液化的主要因素l饱和砂土或粉土液化除了地震的振动特性(txng)外，还取决于土的自身状态：1饱和的粉土和粉砂，即要有水，且无良好的排水条件；2土要足够松散，即砂土或粉土的密实度不好；3土承受的静载大小，主要取决于可液化土层的埋深大小，埋深大，土层所受正压力加大，有利于提高抗液化能力。此外，土颗粒大小，土中粘粒含量的大小，级配情况等也影响到土的抗液化能力。在地震区，一般应防止用未经加固处理的可液化土层作天然地基的持力层。 第五十三页，共80页。l4、防止砂土液化的处理方法l1、挖换挖去上部已液化土层，并用非液化土回填防止下部砂层的液化破坏。当液化土层较浅时，可考虑全部挖

27、除；液化土层较深时，可考虑局部挖去。2)、加密通过增加砂土的相对密实度以降低其液化，是一种被广泛采用的方法。对于饱和砂土的加密常采用直接振密法、碎石桩法、砂石桩法、爆炸振密法、强夯法等。3)、排水利用排水使砂土地基含水量下降，地震时土体超孔隙水压力(yl)的累积受到限制，降低其液化势。目前工程界有两种排水方法：降低地下水位法，砾石排水桩法。第五十四页，共80页。l4)、上覆压重利用在土体上覆加压时不易液化的特点，通常在砂土地基外表覆盖一层由非液化土组成的压重盖层，来抑制(yzh)其下土体的液化。5)、围封用板桩、砾石桩、地下连续墙等手段将结构物地基四周包围起来，限制砂土液化时发生侧移，使地基的

28、剪切变形受到约束，防止大的沉陷导致建筑物破坏。使用围封处理措施时，板桩必须有足够的深度，以穿越可液化砂层为宜，否那么围封措施起不到应有的作用。如果在采用围封措施的同时再布置一些砾石排水桩，那么可大大提高其抗液化效果。第五十五页，共80页。l6)、桩根底将桩身穿过液化土层，打入可靠的非液化土层，以桩尖支撑作用和桩体对桩周土的限制来抑制土体液化变形。实际震害调查说明，桩间土仍会发生液化破坏，桩基破坏显著。因此液化场地桩基的破坏过程、地震作用下桩间土液化过程以及(yj)桩基加固的设计计算方法等仍是需要研究的课题。第五十六页，共80页。l5、砂土液化的可能性判别l液化两步判别：初步判别l 标准贯入试验

29、判断l凡经初步判别划分为不液化或不考虑液化影响，可不进行第二步判别。l1、初步判别l当符合以下条件之一时，可初步判别为不液化或不考虑液化影响：l地质年代(dzhnindi)l 粘粒含量l 符合以下三式之一5 .425 .123000bwububwdddddddddd第五十七页，共80页。l2、的液化判别方法l当地面下20m深度范围土的实测标准贯入锤击数N小于按下式确定(qudng)的临界值Ncr时，那么应判为液化土，否那么为不液化土。cwscrddNN/31 . 0)5 . 16 . 0ln(0第五十八页，共80页。l3、地基的液化(yhu)等级划分iinicriilEWdNNI)1 (1例4

30、-4第五十九页，共80页。l1 1 根本假定根本假定 l 土层是均匀的、完全饱和的；土层是均匀的、完全饱和的； l 土粒和水是不可压缩的；土粒和水是不可压缩的； l 水的渗出和水的压缩只沿竖向发生水的渗出和水的压缩只沿竖向发生, ,是一维的；是一维的； l 土中水的渗流土中水的渗流(shn li)(shn li)服从达西定律；服从达西定律； l 在渗透固结中，土的渗透系数在渗透固结中，土的渗透系数 k k 和压缩系数和压缩系数 a a 保持保持不变；不变； l 外荷一次瞬时施加。外荷一次瞬时施加。 第六十页，共80页。2 2、单向固结公式、单向固结公式式中：式中： Cv Cv 固结系数，固结系

31、数， m 2 / m 2 / 年年 e e 渗透固结前土的孔隙比；渗透固结前土的孔隙比； rw rw 水的重度，水的重度， 10kN/m 3 ; 10kN/m 3 ; a a 土的压缩系数，土的压缩系数， kPa kPa 1 1 k k 土的渗透系数，土的渗透系数， m/ m/ 年。年。 提示提示(tsh)(tsh)： 土质相同但厚度不同的土，土质相同但厚度不同的土， Cv Cv 仍然相同。仍然相同。 wekCv)1 ( 第六十一页，共80页。l式中式中 Tv Tv 时间时间(shjin)(shjin)因数；因数； lH H 待固结土层的排水最长距离，待固结土层的排水最长距离， m m ，当土

32、层为单排水，当土层为单排水时，时，H H 等于土层厚度；等于土层厚度；l当土层为上下双面排水时，当土层为上下双面排水时，H H 为土层厚度的一半；为土层厚度的一半； lt t 固结时间固结时间(shjin)(shjin)，年。，年。 2HtCTvv第六十二页，共80页。l3 3、固结度、固结度Ut :Ut :地基固结过程地基固结过程(guchng)(guchng)中任一时刻中任一时刻 t t 的固结沉降量的固结沉降量 Sct Sct 与其最终固结沉降与其最终固结沉降Sc Sc 之比。之比。 cSctStU固结度固结度Ut仅为时间因数仅为时间因数Tv的函数。当土的指标的函数。当土的指标k、e、a

33、和土层厚度和土层厚度H时，针对某一具体的排水条件时，针对某一具体的排水条件(tiojin)和和边界条件边界条件(tiojin)，即可求得，即可求得Utt关系。关系。第六十三页，共80页。不排水面的附加应力排水面的附加应力21ZZ第六十四页，共80页。lU t U t 与与 T v T v 的关系的关系(gun x)(gun x)： U t U t f f T v T v ，l 根据根据 = =透水面应力透水面应力/ /不透水面应力不透水面应力 ，l 查查119119页表页表4-104-10。 第六十五页，共80页。情况情况1:1:适用于地基土在其自重作用下已固结完成，荷载适用于地基土在其自重作

34、用下已固结完成，荷载(hzi)(hzi)面面积很大而压缩土层又较薄的情况。积很大而压缩土层又较薄的情况。 排水面排水面1第六十六页，共80页。l情况情况: :应力图形应力图形(txng)(txng)为三角形这相当于大面积新填土层，为三角形这相当于大面积新填土层，由外乡层自重应力引起的固结；或者土层由于地下水大幅度下由外乡层自重应力引起的固结；或者土层由于地下水大幅度下降，在地下水变化范围内，自重应力随深度增加的情况。降，在地下水变化范围内，自重应力随深度增加的情况。排水面排水面0第六十七页，共80页。l情况：适用于地基土在自重作用下已固结完成，面积较小而情况：适用于地基土在自重作用下已固结完成

35、，面积较小而压缩土层较厚，外荷载在压缩土层的底面引起压缩土层较厚，外荷载在压缩土层的底面引起(ynq)(ynq)的附加应的附加应力已接近于零。力已接近于零。 排水面排水面第六十八页，共80页。l情况情况: :适用于土层在自重应力适用于土层在自重应力(yngl)(yngl)作用下尚未固结，作用下尚未固结，又在其上施加荷载。又在其上施加荷载。排水面排水面1第六十九页，共80页。l情况：基底面积情况：基底面积(min j)(min j)小，传至压缩层底面附加应力不接小，传至压缩层底面附加应力不接近的情况。近的情况。排水面排水面1第七十页，共80页。l提示：在压缩应力分布及排水条件相同的情况提示：在压

36、缩应力分布及排水条件相同的情况下，两个土质相同即下，两个土质相同即 Cv Cv 相同而厚度不同相同而厚度不同的土层，要到达相同的固结的土层，要到达相同的固结( ji)( ji)度，其时度，其时间因素间因素 T V T V 应相等，应相等，l即即l那么有那么有222211HtCHtCTvvv222121HHtt第七十一页，共80页。l上式说明上式说明 ，土质相同而厚度不同的两层土，当压缩应，土质相同而厚度不同的两层土，当压缩应力分布和排水条件相同时，到达同一固结度所需时间力分布和排水条件相同时，到达同一固结度所需时间之比等于两土层最长排水距离的平方之比。因而之比等于两土层最长排水距离的平方之比。

37、因而(yn (yn r)r)对于同一地基情况，假设将单面排水改为双面排水，对于同一地基情况，假设将单面排水改为双面排水，要到达相同的固结度，所需历时应减少为原来的要到达相同的固结度，所需历时应减少为原来的 1/4 1/4 。 第七十二页，共80页。l. .渗透系数渗透系数k k越大，越易固结，因为孔隙水易排出。越大，越易固结，因为孔隙水易排出。l. .土的压缩性越小，越易固结，因为土骨架发生较小的压土的压缩性越小，越易固结，因为土骨架发生较小的压缩变形，即能分担较大缩变形，即能分担较大(jio d)(jio d)的外荷载。的外荷载。l. .时间时间t t越长，显然固结越充分。越长，显然固结越充分。l. .渗透路径越大，显然孔隙水越难排出土层，越难固结。渗透路径越大，显然孔隙水越难排出土层，越难固结。l【讨论】土体固结时间长短与哪些因素有关？【讨论】土体固结时间长短与哪些因素有关？第七十三页，共80页。l地基沉降与时间关系计算地基沉降与时间关系计算 l土层固结条件时，求某一时间对应的固结度，从而土层固结条件时，求某一时间对应的固结度，从而计算出相应的地基沉降量。计