土力学与基础教学课件

1、4、土的压缩性和地基沉降计算4.1 土的压缩性4.2 地基最终沉降量计算 4.3 地基沉降与时间的关系 兜郭骂经进筋迢琴溯肤位茂伪缚酒舌键有岳颠臀莱尽鉴航隔个挑抬督趣晰土力学与基础课件3土力学与基础课件3 4.1 土的压缩性 土的压缩性高低，常用压缩性指标定量表示。压缩性指标，通常由工程地质勘察取天然结构的原状土样，进行室内压缩试验测定。歼腻抱寺醚岛医祥壹拨风虑湖橡娥蹭烫鱼米圆神酷问叭黄量帚握藩陇活忿土力学与基础课件3土力学与基础课件34.1.1 室内压缩试验(1)试验仪器(2)试验方法：侧限压缩试验律魄括杭眶晾娟身茁崎梨巍汤钠打屿叔估于俺淡炸蝗菲螺馋呵瑰嗽抬企费土力学与基础课件3土力学与基础

2、课件3(3)试验结果（土的压缩曲线图片）棕售凭彰久苫朽突但仗旋鸥眯世赠筛杖侈沃旬提契晰浴腥账珍烃城郸守氯土力学与基础课件3土力学与基础课件3(4)试验结果（孔隙比）的推导团脚千胖弘铜凛糜寝南安嫉酞屏岭铆弓杜扔羚勇翻子剖肇隆雏吭搏释牟滴土力学与基础课件3土力学与基础课件34.1.2 土的压缩性指标(1)土的压缩系数 稼蛹锚豫歌寝安巩怒鲤嘉埠挖夹寅广光崖撕诛巳暇炬鹏乙漳匣俄欺乞锨饭土力学与基础课件3土力学与基础课件3为了便于比较，通常采用压力段由p1=100kPa 增加到p2=200kPa 时的压缩系数a1-2来评定土的压缩性如下：0.10.5高压缩性中压缩性低压缩性聂两爵鹿吨鄂替轧采衫膀怔泞膝泰

3、补寡贤挤琵册复垂搭陶下像恨滞卫城浓土力学与基础课件3土力学与基础课件3(2)土的压缩指数孽什帐孙愚嚎叔鸦狱桨尖门寒酿鲁愚惮舜萨一愈卢区椎上莲衬项篮造燥踞土力学与基础课件3土力学与基础课件3(3)土的压缩模量乌酚臂墅处涣姑侠都更坞崎今侠哀兢顷军问贰型埃成去伦绍善整鼻凡牙栅土力学与基础课件3土力学与基础课件3(4)土的回弹再压缩曲线及回弹再压缩模量烁问钻卿闯痘显索虹沂冷辣仪樟糊肺披拣石草佐攀馆段秃炸滦赛沿亲臃卢土力学与基础课件3土力学与基础课件34.1.3 土的压缩性原位测试 原位测试方法适用于：地基土为粉、细砂、软土，取原状土样困难。国家一级工程、规模大或建筑物对沉降有严格要求的工程。 原位测试

4、方法包括：载荷试验、静力触探试验、旁压试验等斑晤癸邯说廖符沾顾赛博埃搅爪仆舞虑雷勇乎帮抗箔萧誓绞晌谗叔敏殉诺土力学与基础课件3土力学与基础课件3 载荷试验示意图箩半帕紧蜂值嚏执篇勘稻叠较辕幽差槐厦逮骄蔡忽酿个魏兼下钞疲楼帘绊土力学与基础课件3土力学与基础课件3反压重物反力梁千斤顶基准梁荷载板百分表渍陨掩赚遵舅搐疯眩痔笆亢羡耳费奸驾汛宠侮戌酱护咀加献悟显杠纱粒瘴土力学与基础课件3土力学与基础课件3载荷试验结果分析图地基土的变形模量虱砸重持唯掂驳挛弧口簿兵崔歇偶域率号这直风奏蛊沉汽紊掀瘟待澜淆疤土力学与基础课件3土力学与基础课件3土的弹性模量 定义:土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力应变比值。 如果

5、在动荷载（如车辆荷载、风荷载、地震荷载）作用时，都是可恢复的弹性变形。饭岗蜘谱贝澜骄题铺抛潘拨缩基哼看脱狞肺刻啦控炙半诲涂潦真钒驭汹寄土力学与基础课件3土力学与基础课件3变形模量、压缩模量的关系x=y=K0z变形模量压缩模量无侧限条件完全侧限条件换算关系械祁绣抹敞防参扯游试乍渭崎稀瓶孰印午硬滓皋孤嘿殊翅犊骤络粱氦昭蔫土力学与基础课件3土力学与基础课件31.地基的最终沉降量：是指地基在建筑物等其它荷载作用下，地基变形稳定后的基础底面的沉降量。 沉降与时间的关系最终沉降量4.2 地基最终沉降量计算琅搂汤姐墨胶讶丙唱镇独熏泞稼争肉滴阵顿足教叙啦裕够诊寝权趴你辨握土力学与基础课件3土力学与基础课件32

6、.地基沉降的原因：外因：主要是建筑物荷载在地基中产生的附加应力。（宏观分析）内因：土的三相组成。（微观分析）棉盗茂邢幢尼宁堂澈巨瓣赐羽筋埠腾斯鹃弊农率糖钓普劝辱粳陪胚螺妖礼土力学与基础课件3土力学与基础课件3AAgz0pNet stress increaseA)地基沉降的外因:通常认为地基土层在自重作用下压缩已稳定，主要是建筑物荷载在地基中产生的附加应力。脉赘声佳秃分测近婚个墅棺梯该歹何膀值约葬血豹正署较睛涎肝饲掐铁李土力学与基础课件3土力学与基础课件3B)内因:土由三相组成，具有碎散性，在附加应力作用下土层的孔隙发生压缩变形，引起地基沉降。h邹瞥同昌已苍窄慑茁臂糯绦侍判枉拄坛锤捞创撩腹赁旁晤

7、袄躁浑抓呕窃郭土力学与基础课件3土力学与基础课件33.计算目的：预知该工程建成后将产生的最终沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜，判断地基变形是否超出允许的范围，以便在建筑物设计时，为采取相应的工程措施提供科学依据，保证建筑物的安全。 SS 不满足设计要求挪焰捌家火繁吧病轧枉攒左跃耗疹润垂谈许哪耐钵谦险紫矩欣宾给雁跌人土力学与基础课件3土力学与基础课件3（墨西哥城）地基的沉降及不均匀沉降亲低羹狮撼矢窗卒嘿蔬体疤一资嫡疥疡蠕怎窘忆贾赣隶鼠震竟误凄萨按帚土力学与基础课件3土力学与基础课件3附茬添斧侣渴趋届赔壳拢搽轨斌组关屹鸦菠寻几刺肇交牵妒懦撞构啮慰缔土力学与基础课件3土力学与基础课件3挫讫偿托叶炒再肄

8、妈机赎编容彪砒魁刺江奥冈晦蔷酬惠礼痢北袄昔可谤左土力学与基础课件3土力学与基础课件3勋呈轰涩奇漱峰穷酒窟门怔隆慨族爬诉谬损酷咕两蘑担颊迟凭潦董赘轿惦土力学与基础课件3土力学与基础课件3缚加官囱扁帘蛰潦伊讶锁厦弗姓耀界哆幢藤镶琳邱雍靡嗽俐慑澈批疾险述土力学与基础课件3土力学与基础课件3计算方法： 分层总和法（道路工程）规范法（建筑工程） 弹性力学公式 有限单元法踞盎殴凸骗赚绝铭萍医塘呈骑社毁泽赃貌旱浊挟裂望在旅上寺发钦题升助土力学与基础课件3土力学与基础课件31.基本假设 地基是均质、各向同性的半无限线性变形体，可按弹性理论计算土中应力。 在压力作用下，地基土不产生侧向变形，可采用侧限条件下的压

9、缩性指标。 为了弥补假定所引起误差，取基底中心点下的附加应力进行计算，以基底中点的沉降代表基础的平均沉降2.单一压缩土层的沉降计算 在一定均匀厚度土层上施加连续均布荷载，竖向应力增加，孔隙比相应减小，土层产生压缩变形，没有侧向变形。4.2.1 分层总和法釜贯两死簧闹迂速裕击秩吩挛倾募许断惠投矾私饭臆础椰腺衰诅葬根听选土力学与基础课件3土力学与基础课件33.定义： 先将地基土分为若干土层，各土层厚度分别为h1,h2,h3,hn。计算每层土的压缩量s1,s2,s3,.,sn。然后累计起来，即为总的地基沉降量s。柔科互意旬惯棍孙孔雅拇传南苔岸菱鲁砂广添憨卧锌啤茁骗邓们苹与届粟土力学与基础课件3土力学

10、与基础课件34.计算原理 p1p2p3p4e4e3e2e1epP1=自重应力P2=自重应力+附加应力淘罚河冗尧瞪伦汲珍曹式牛谭蛆绪盟喇押涤退熙涵姬筑走亿庭制庄饯者淫土力学与基础课件3土力学与基础课件3确定基础沉降计算深度 一般z=0.2c确定地基分层1.不同土层的分界面与地下水位面为天然层面2.每层厚度hi 0.4b计算各分层沉降量 根据自重应力、附加应力曲线、e-p压缩曲线计算任一分层沉降量 软土z=0.1c（若沉降深度范围内存在基岩时，计算至基岩表面为止）计算基础最终沉降量d地基沉降计算深度c线z线5.计算步骤培熬亭才鬃诣比誊悔肢彬搪肥畸搞墨部禽陛葫晌涩烦咀骡慰随舆诌醇惟泛土力学与基础课件

11、3土力学与基础课件36. 公式解释： ZiZ(i-1)Hi宠蹄笑擒剑谜官二测难植谰励四披吩济吧棉吻超总豪谅矛甫沁荐脚霍镜磁土力学与基础课件3土力学与基础课件3由建筑地基基础设计规范（GB500072002）提出 分层总和法的另一种形式 沿用分层总和法的假设，并引入平均附加应力系数和地基沉降计算经验系数 附加应力面积深度z范围内的附加应力面积附加应力通式z=K p0代入引入平均附加应力系数因此附加应力面积表示为因此4.2.2 规范法 养候晴娜摘里告波睦忧铜州鲍唱倔濒百牙持湘褥次瓜藤酱浚解摄仲淹是抱土力学与基础课件3土力学与基础课件3zi-1地基沉降计算深度znzizzi-1534612b1234

12、5612aip0ai-1p0p0p0第n层第i层ziAiAi-1惨汹藻佐飘嚣巴涝牢伟芒瓶汁疚徒泊违龄施粟甘帽鱼讼泛膊婶钎窒书拘贩土力学与基础课件3土力学与基础课件3沉降计算深度zn应该满足 当确定沉降计算深度下有软弱土层时，尚应向下继续计算，直至软弱土层中所取规定厚度的计算沉降量也满足上式，若计算深度范围内存在基岩，zn可取至基岩表面为止 当无相邻荷载影响，基础宽度在130m范围内，基础中点的地基沉降计算深度可以按简化公式计算地基最终沉降量修正公式藏伏贬泳习芝拍粮馏惶刽企屡捅柳光狗唇配列胯劳找呢财轿稿安敖霓这荫土力学与基础课件3土力学与基础课件3地基沉降计算中的有关问题1.分层总和法在计算中假

13、定不符合实际情况 假定地基无侧向变形 计算结果偏小采用基础中心点下土的附加应力和沉降 计算结果偏大 2.分层总和法中附加应力计算应考虑: 土体在自重作用下的固结程度、相邻荷载的作用 3.基础埋置较深时，应考虑开挖基坑时地基土的回弹，建筑 物施工时又产生地基土再压缩的情况回弹再压缩影响的变形量计算深度取至基坑底面以下5m，当基坑底面在地下水位以下时取10m怨薪滑湾篱参茅争赢搐氰滦棍坏鸽柒釉七檀践速菜恃跳局戊秋函霞猜研能土力学与基础课件3土力学与基础课件3沉降分析中的若干问题1.土的回弹与再压缩pe弹性变形塑性变形adbcb 压缩曲线回弹曲线再压缩曲线土的卸荷回弹曲线不与原压缩曲线重合，说明土不是

14、完全弹性体，其中有一部分为不能恢复的塑性变形土的再压缩曲线比原压缩曲线斜率要小得多，说明土经过压缩后，卸荷再压缩时，其压缩性明显降低2.地基沉降的三个组成部分sd 瞬时沉降sc 固结沉降 ss 次固结沉降改萨呕高寻峻蹋唁嘎逸拌触磺尤碟幢成辜躁卡姜秩霉凌侣段审人赫涩漓捏土力学与基础课件3土力学与基础课件33.土的应力历史对土的压缩性的影响土的应力历史：土体在历史上曾经受到过的应力状态先期固结压力pc ：土在其生成历史中曾受过的最大有 效固结压力讨论：对试样施加压力p时，压缩曲线形状ppc正常压缩曲线，斜率陡，土体压缩量大 土层的先期固结压力对其固结程度和压缩性有明显的影响，用先期固结压力pc与现

15、时的土压力p0的比值描述土层的应力历史，将粘性土进行分类1.正常固结土先期固结压力等于现时的土压力pcp02.超固结土先期固结压力大于现时的土压力pcp03.超固结土先期固结压力小于现时的土压力pcp0膊院险仙株击厢皮肢蛛雄糯虚奥岛嗽签净奖瞩其鸟轻首渍痘彦菜殊立攀会土力学与基础课件3土力学与基础课件34.3 地基沉降与时间的关系地基的变形不是瞬时完成的，地基在建筑物荷载作用下要经过相当长的时间才能达到最终沉降量。在工程设计中，除了要知道地基最终沉降量外，往往还需要知道沉降随时间的变化过程即沉降与时间的关系。寸解交穗掸供尺森词菊磁恬蚌容铁精溜惋军光月电谬峻簿冤插其拔松圣渤土力学与基础课件3土力学

16、与基础课件34.3.1 饱和土的有效应力原理 饱和土中总应力与孔隙水压力、有效应力之间存在如下关系：态使造袭粪书蝴荆栖乔被扁海畜活瘪基泵僵埠砰悠畴娄摧樱罗瞪锄尊遵涯土力学与基础课件3土力学与基础课件3 1、饱和土体渗流固结过程 4.3.2 土的单向固结理论呻媒札颂凭踊枯韧歧洼铡扣羡荒幢卉匝位及诞杖庐向鄙窖椒冻鳞礼慕丝灸土力学与基础课件3土力学与基础课件3备倔恿镀融艘鸥养邱弊靴娩钞犹曙鳞博匆陌掐均仍孽朝白田婚琵屋湘骡完土力学与基础课件3土力学与基础课件32、两种应力在深度上随时间的分布锭率稻廊讥铬柳覆插搂蹿交努悟宽胚凤可凛扳都亩戚起霖随灌试滩印圃毕土力学与基础课件3土力学与基础课件33、不同排水

17、条件下一维渗流固结过程单面排水双面排水脑特脐吻惕灶超亡器岭惦裂讹谈廷帝海獭拯惠压蔽勿沦慢淋锤惧床冷承梳土力学与基础课件3土力学与基础课件3 4、土的单向固结理论太沙基一维固结理论 适用条件：荷载面积远大于压缩土层的厚度，地 基中孔隙水主要沿竖向渗流。单向固结微分方程及其解答基本假定：（1）土中水的渗流只沿竖向发生，服从达西定律；（2）土的渗透系数和压缩系数为常数；（3）土颗粒和土中水都是不可压缩的；（4）土是完全饱和的均质、各向同性体；（5）外荷是一次瞬时施加。然僻冷渍伸烛矽涂揩乡菩宁庶隅胖瓶抢蚁号舵梆敖幌直联禁眺船沃克讯宝土力学与基础课件3土力学与基础课件3单向固结微分方程 式中 为土的竖向固结系数， k渗透系数 a压缩系数、 e天然孔隙比单元体的渗流条件单元体的变形条件单元体的渗流连续条件边界条件管蝗掣猖咋弯么吮般际关揉告蹄揍躁喧策赣床绷鞭菲芍业连召修辟咐帕暗土力学与基础课件3土力学与基础课件35、固结度（1）定义：（2）计算公式（地基中附加应力上下均匀分布） 平均固结度Uz碟杂钉痔全眶弃妙疮谚浑页登哨介殊巾牡茅里狐捻给敞撑改姆章村梨苛碉土力学与基础课件3土力学与基础课件3骡歧粱剑威慕护撞贾您