地基沉降计算(第二章)

1、1第二章第二章 地基沉降计算地基沉降计算2土的压缩性有两个特点：v 压缩量的组成：固体颗粒的压缩土中水的压缩空气的排出水的排出占总压缩量的1/400不到，忽略不计。压缩量主要组成部分。(1) 土的压缩主要是由于孔隙体积减少而引起的。土的压缩主要是由于孔隙体积减少而引起的。 (2) 粘性土的压缩会随时间而增长，这个随时间而增粘性土的压缩会随时间而增长，这个随时间而增长的过程就称为长的过程就称为土的固结土的固结。2.1基本概念与力学指标基本概念与力学指标3 (1) 绝对沉降量绝对沉降量(最终沉降最终沉降) 研究建筑物地基沉降包含两方面的内容： (2) 沉降与时间的关系沉降与时间的关系本节讲解本节讲

2、解固结理论固结理论ea p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲线曲线pe1221 ppeepea斜斜率率1. 压缩系数压缩系数a(一一) e-p曲线及有关指标曲线及有关指标 vs01amE1e 4(二二) e-lgp曲线及有关指标曲线及有关指标 10010000.60.70.80.9eCc11Celg p(kPa)在在e-lg p曲线曲线可以得到两个压缩性指标：可以得到两个压缩性指标： 压缩指数压缩指数Cc 回弹指数回弹指数Ce 5 压缩模量压缩模量Es定义：完全侧限下竖向正应力与相应的正应变的比值；测试方法：单向固结压缩试验应用：地基最终沉降量计算(分层总和法、应力面积法)。变形模量变形模

3、量E0定义：土侧向自由膨胀条件下正应力与相应正应变的比值;测试方法：现场载荷试验或三轴试验;应用：计算砂土地基的最终沉降。弹性模量弹性模量Ei(或或Er)定义：应力与弹性（即可恢复）正应变的比值；测试方法：三轴试验应用：计算回弹变形或瞬时沉降。关于三种模量的讨论关于三种模量的讨论62.2 地基沉降计算方法地基沉降计算方法 计算理论计算理论：采用布辛奈斯克课题的位移解基本假定：基本假定：地基是均质、各向同性、线弹性的半无限体， 基础底面和地基一直保持接触。利用布辛奈斯克位移解位移解(点荷载点荷载) ，地表沉降ErQyxEQs)1 ()1 (2222理 论 沉 降 曲 线zrQ实 际 沉 降 曲

4、线sM一、弹性理论法一、弹性理论法E采用何种模量计算？采用何种模量计算？7基本假设基本假设:弹性、无侧向变形；弹性、无侧向变形；二、分层总和法二、分层总和法压 缩 层 下 限沉降计算厚度天 然 地 面zi-1iicc(i-1)z(i-1)ciziiicz=(0.2或 0.1)cz0iiiiiiiiiiHeeeHeeHs121111iiiiiHeppa1121)(iiipaeniiss18三、应力面积法三、应力面积法 应力面积法是国家标准GB50007-2002中推荐使用的一种计算地基最终沉降量的方法，故又称为规范方法。zi-1地基沉降计算深度地基沉降计算深度znzizzi-153 4612b1

5、2345612aip0ai-1p0p0p0第第n层层第第i层层ziAiAi-1)(11011iiiisisiiiiiizzEpEAAsssaa)(11101iiiinisiniizzEpssaa1101iiiisinisszzEpssaa9正常固结土正常固结土超固结土超固结土四、四、e-lg p 曲线（曲线（考虑应力历史考虑应力历史）102C111peHSHClg()1e1ep 使用推定的原状土压缩曲线正常固结土：正常固结土：超固结土超固结土( (并假定并假定p p2 2 p p) )：1e2eAC1p2p1e2eBC1p2p p pp2eC111ppHHSClgClg1ep1e A pelg

6、 pelg pe11zcczzcceCpeCCpCelg1lg1lglg00szzvzzEeaeeapae0011epa压缩系数epeplgcc压缩指数epzzczeC)1 (0e e- -p p（e-lg p） 曲线计算的非线性曲线计算的非线性12五、考虑侧向变形的影响五、考虑侧向变形的影响黄文熙（1957 ）为了考虑侧向变形的影响，基于广义胡克定律，提出如下的竖向应变的表达式：zzyxzyxzvEvEE11111zzE为变形模量，v为泊松比 211121v12112121eeevEeeeEvEvyxz黄文熙方法黄文熙方法13121121z11121111eeeKeeevvvEzz得：iii

7、nieeeKs12111修正系数 没有考虑瞬时沉降没有考虑瞬时沉降平面应变问题，平面应变问题，Ki？ 14SkemptonBjerrum法法对于饱和粘性土，考虑侧向变形的修正 scdssssudzmsHvc0svEm1AAABu1131313dzAAmsHvc11310dzmsHvc10单向压缩时 15ccsCs令zdzdAAdzmdzAAmCHHHvHv010310131011scdscdssCsssssa a1.00.5H/B246810圆形基础圆形基础条形基础条形基础对于特定的饱和土体而言，对于特定的饱和土体而言，A为土体常数为土体常数 严重超固结（严重超固结（A=0.00.25）、一般超固结（）、一般超固结（A=0.250.5）、正常固）、正常固结（结（A=0.51.0）和灵敏性土（）和灵敏性土（A1.0） zdzdHH0103a16ABCDEp0K0p0p0+ 1K0p0+ 3p0+ 1-uuSkemptonBjerrum法计算固结沉降时，实际上是采用一维压法计算固结沉降时，实际上是采用一维压缩方法缩