土力学：沉降计算T33

第五章地基沉降计算土具有压缩性荷载作用地基发生沉降本章主要内容§5.2地基的最终沉降量§5.3应力历史对地基沉降的影响§5.5地基沉降与时间的关系§5.2地基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。不可压缩层可压缩层σz=pp本节主要内容：一、地基最终沉降量分层总和法二、粘土地基沉降计算的若干问题（a）假设基底压力为线性分布（b）附加应力用弹性理论计算（c）只发生单向沉降：侧限应力状态（d）只计算固结沉降，不计瞬时沉降和次固结沉降（e）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：一、地基最终沉降量分层总和法1、基本假定和基本原理理论上不够完备，缺乏统一理论；单向压缩分层总和法是一个半经验性方法。(a)计算原地基中自重应力分布(b)基底附加压力p0p0=p-d(c)确定地基中附加应力z分布(d)确定计算深度zn①一般土层：σz=0.2σsz；②软粘土层：σz=0.1σsz；③一般房屋基础：Zn=B(2.5-0.4lnB)；④基岩或不可压缩土层。d地面基底pp0d自重应力附加应力沉降计算深度σsz从地面算起；σz从基底算起；σz是由基底附加应力p-γd引起的2、计算步骤(e)地基分层Hi①不同土层界面；②地下水位线；③每层厚度不宜超过0.4B或1-2m；④z变化明显的土层，适当取小。(g)各层沉降量叠加Si(f)计算每层沉降量Sid地面基底pp0d自重应力附加应力沉降计算深度sziziHiee1ie2iszip2izi3、计算公式（a）e-σ´曲线规范法0zi0z(i-1)Ai附加应力p0zi-1zi平均附加应力系数各种种假假定定导导致致S的误误差差，，如如①取取中中点点下下附附加加应应力力值值，，使S偏大大;②侧侧限限压压缩缩使使计计算算值值偏偏小小；；③地地基基不不均均匀匀性性导导致致的的误误差差等等。。Ψs为沉降降经经验验修修正正系系数数结果果修修正正基底底压压力力线线性性分分布布假假设设弹性性附附加加应应力力计计算算单向向压压缩缩的的假假设设只计计主主固固结结沉沉降降原状状土土现现场场取取样样的的扰扰动动参数数线线性性的的假假设设按中中点点下下附附加加应应力力计计算算软粘粘土土（应应力力集集中中））S偏小小,Ψs>1硬粘粘土土（应应力力扩扩散散））S偏大大,Ψs<1基底附加应力2.54.07.015.020.0p0fk1.41.31.00.40.2p0

0.75fk1.11.00.70.40.2表5-3沉降降计计算算经经验验系系数数s0zi0z(i-1)Ai附加应力p0s=1.4-0.2,(1)与土质软软硬有关关,(2)与基底附附加应力力p0/fk的大小有有关fk：地基承承载力标标准值沉降计算算总结：：①准备资料料②应力分布布建筑基础础（形状状、大小小、重量量、埋深深）地基各土土层的压压缩曲线线原状土压压缩曲线线计算断面面和计算算点自重应力力基底压力力基底附加加应力附加应力力③沉降计算算确定计算算深度确定分层层界面计算各土土层的szi，zi计算各层层沉降量量地基总沉沉降量④结果修正正二、粘土土地基沉降降计算的的若干问题研究表明明：粘性性土地基基在基底底压力作作用下的的沉降量量S由三种不不同的原原因引起起：tSSi：初始瞬瞬时沉降降Ss:次固结沉沉降Sc：主固结结沉降次固结沉沉降Ss：主固结沉沉降完成成以后，，在有效效应力不不变条件件下，由由于土骨骨架的蠕蠕变特性性引起的的变形。。这种变变形的速速率与孔孔压消散散的速率率无关，，取决于于土的蠕蠕变性质质，既包包括剪应应变，又又包括体体应变。。初始沉降降(瞬时沉降降)Sd：有限范围围的外荷荷载作用用下地基基由于发发生侧向向位移(即剪切切变形)引起的的。主固结沉沉降(渗流固结结沉降)Sc：由于超孔孔隙水压压力逐渐渐向有效效应力转转化而发发生的土土渗透固固结变形形引起的的。是地地基变形形的主要要部分。。§5.3应力历史史对地基基沉降的的影响一、先期期固结压力先期固结结压力：：历史上所所经受到到的最大大压力p（指有效效应力））s=z：自重压压力p=s：正常固固结土p>s：超固结结土p<s：欠固结结土OCR=1：正常固结结OCR>1：超固结OCR<1：欠固结超固结比比：eABCDmrmin123先期固结结压力σp的确定：：Casagrande法(f)B点对应于于先期固固结压力力p(b)作水平线线m1(c)作m点切线m2(d)作m1,m2的角分线线m3(e)m3与试验曲曲线的直直线段交交于点B(a)在e-lgσ’压缩试验验曲线上上，找曲曲率最大大点mplgP二、原位位压缩曲曲线及原原位再压压缩曲线线地下水位位上升土层剥蚀蚀冰川融融化引起卸卸载，，使土处处于回回弹状状态正常固固结土土：超固结结土：：欠固结结土：：e压缩曲线再压缩曲线回弹曲线lgP①确确定先先期固固结压压力σp②过e0作水平平线与与σp作用线线交于于B。由假定定①知知，B点必然然位于于原状状土的的初始始压缩缩曲线线上；；③以以0.42e0在压缩缩曲线线上确确定C点，由由假定定②知知，C点也位位于原原状土土的初初始压压缩曲曲线上上；a.正常固固结土土原位压压缩曲曲线的的近似似推求求④通过B、C两点的直线即即为所求的的位压缩曲曲线。lgPb.超固结土①确定σs，σp的作用线；；②过e0作水平线与与σs作用线交于于D点；⑤过B和C点作直线即即为原位压压缩压缩曲曲线。③过D点作斜率为为Ce的直线，与与σp作用线交于于B点，DB为原位再压缩缩曲线④过0.42e0作水平线与与e-lgP曲线交于点C；lgP三、地基的最终终沉降量计计算1、计算公公式正常固结土土：超固结土(并假定p2>p)：plgPlgP正常固结土土d地面基底pp0d自重应力附加应力沉降计算深度sziziHilgPpi超固结土lgPd地面基底p’szizi自重应力附加应力欠固结土lgP§5.5地基沉降与与时间的关关系一、土的固结度的定定义Uz,t=0－1：表征总应应力中有效效应力所占占比例1、基本概念念M2、平均固结结度Ut与沉降量St之间的关系系t时刻：在时间t的沉降与最最终沉降量量之比二、固结度度的计算地基沉降过过程计算1)基本本计算方法法——均布荷载，，单向排水水情况已知解得近似Tv－反映固结结程度不透水边界透水边界渗流123三、有关沉沉降－时间间的工程问问题1、求某一时时刻t的固结度与与沉降量2、求达到某某一固结度度所需要的的时间3、根据前一一阶段测定定的沉降－－时间曲线线，推算以以后的沉降降－时间关关系1、求某一时时刻t的固结度与与沉降量tTv=Cvt/