第四章土的压缩性与地基沉降计算

1、 第四章 土的压缩性与地基沉降计算主要掌握：地基沉降计算的地基土压缩性指标以及测定方法；掌握分层法和应力面积法；掌握太沙基一维固结理论，掌握地基随时间变化规律。1， 土的压缩性：在外力作用下土体积缩小的特殊性；其特点为：孔隙体积减少引起；土的固结。来源有：1）固体颗粒被压缩；2）土中水和封闭气体被压缩；3)水和气体被压缩。2， 土的实验：室内固结试验和现场原位试验（荷载试验、旁压试验）。室内固结试：室内试验测定土的压缩性指标，常用不允许土样产生侧向变形，即侧限条件的固结试验，非饱和土只用于压缩，亦称压缩试验。测定土的压缩系数a、压缩模量Es等压缩性指标；其成果是压缩曲线。其根据土粒面积和横截面

2、不变，可得，然后绘制孔隙比和所受压力的关系，即压缩曲线、得到：3， 压缩性指标：压缩系数a：单位压力增量所引起的孔隙比的改变。，a越大，压缩性越高。ep曲线越陡， a就越大，土的压缩性越高。压缩曲线不是直线，即使是同一种土，其压缩系数也不是常量。a1-2表示采用压力段由p1=0.1MPa增加到p2=0.2Mpa时的压缩系数。4， 压缩模量Es ：土体侧限条件下竖向附加应力与竖向应变的比值，也称侧限模量。其大小反映了土体在单向压缩条件下对压缩变形的抵抗能力。，Es与a称反比Es愈大，愈小，土体的压缩性愈低，非常数。得到：5， 压缩指数Cc：土体在侧限条件下孔隙比减小量与竖向有效压应力常用对数值增

3、量的比值。在较高的压力范围内，压缩曲线近似为一直线，很明显，该直线越陡，意味着土的压缩性越高。6， 体积压缩系数mv ：土体在侧限条件下体积应变与竖向与竖向应力增量的比，即单位应力增量作用下土体单位体积的变化。或者7， 回弹指数（再压缩指数）Ce：再压缩曲线中其卸载段和再压缩段的平均斜率；一般CeCc8， 弹性模量E:指正应力和弹性应变的比值，通过循环加载后趋于稳定。 现场载荷实验：9， 变形模量Eo：由现场静载荷试验测定的土的压缩性指标。表示土体在无侧限条件下应力应变之比。，1.0。但也有可能使得>1.土的结构性越强，压缩性越小，比值越大。10， 三种模量之间的关系：压缩模量Es：土在

4、完全侧限条件下得到，其将用语地基最终沉降量计算的分层总和法、应力面积法中。变形模量Eo：土在侧向自由膨胀下得到，用语弹性理论法估算中。弹性模量E：同静力法或者动力法得到。用语弹性理论估算初始瞬时沉降。土的应力历史：11， 先期固结应力：土在历史上曾受到过的最大有效应力pc；现有有效应力p1；超固结比OCR>1 超固结土；OCR1 正常固结土；OCR<1 欠固结土。地基沉降计算：12， 弹性力学求不同荷载作用下的沉降；基础最终沉降量：13， 分层总和法：将压缩层范围内的地基分层，计算每一分层的压缩量，然后累加得总沉降量。步骤：1）地基分层，厚度不大于0.4b；2) 绘制基础中心下地基

5、的自 重应力分布曲线和附加应力分布曲线，求、；3）确定沉降计算深度：；4）计算分层沉降量Si：，；5）按下式计算基础的最终沉降14， 应力面积法：1）将土自然分层；2）通过平均附加应力系数，按照深度范围的附加应力按照等面积原则华为相同深度范围内矩形分布式的分布应力大小；3）按照矩形分布应力情况计算图层的压缩量；4）求总和。5）有相临荷载时，我国建筑地基基础设计规范规定采用下式确定沉降计算深度：；当无相临荷载影响时，基础宽度在130m范围时，基础中点的地基沉降计算深度6）沉降修正地基变形与时间的关系15，饱和土中的有效应力：土中固体颗粒（土粒）接触点传递的粒间应力；孔隙压力（应力）：通过土中孔隙传递的压力（包括孔隙水压力静水压力和超孔隙水压力、孔隙气压力）。太沙基一维固结理论1.基本假设土是均质、各向同性和完全饱和的；土粒和孔隙水是不可压缩的，土的压缩完全由孔隙体积的减小引起；土中水的渗透服从达西定律；土在渗透固结中，土的渗透系数k和压缩系数都是不变的常数；外荷是一次骤然施加的，在固结过程中保持不变；土体变形完全是孔隙水压力消散引起的。适用条件：荷载面积远大于压缩土