土力学之土的压缩性与地基沉降计算

岩土工程研究所《土力学1》之第四章土的压缩性与地基沉降计算11月8日习题讨论课范围：第三章内容：

小测验

习题讨论、方法讨论难点讨论、其它讨论提示

答疑时间：晚8：00–10：00地点：本章提要本章特点学习难点第四章：土的压缩性与地基沉降计算土的压缩性-测试方法和指标地基的最终沉降量-分层总合法地基的沉降过程-饱和土渗流固结理论

有一些较严格的理论有较多经验性假设和公式

应力历史及先期固结压力不同条件下的总沉降量计算渗流固结理论及参数土的压缩变形问题土的压缩性与地基沉降计算试验方法压缩性指标沉降的大小沉降的过程土的压缩性测试方法一维压缩性及其指标地基的最终沉降量计算饱和土体的渗流固结理论作业4-2(用Es1-2计算,不计沉降计算经验系数s

粗砂可以按一层计算)4-3(D=1.5m,考虑沉降计算经验修正系数，p0=fk)4-6（按一层计算）4-7(1)(2)(3)(4)(6)§4.1概述§4.2土的压缩性测试方法§4.3一维压缩性及其指标§4.4地基的最终沉降量计算§4.5饱和土体的渗流固结理论第四章：土的压缩性与地基沉降计算§4.1概述

墨西哥某宫殿左部：1709年

右部：1622年

地基：20多米厚粘土工程实例问题：沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。左侧建筑物于1969年加固§4.1概述

工程实例Kiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触§4.1概述

工程实例基坑开挖，引起阳台裂缝§4.1概述

新建筑引起原有建筑物开裂§4.1概述

工程实例高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除§4.1概述

工程实例建筑物立面高差过大47m3915019419917587沉降曲线(mm)工程实例建筑物过长：长高比7.6:1§4.1概述

§4.1概述

压缩性测试最终沉降量沉降速率§4.2土的压缩性测试方法§4.3一维压缩性及其指标一维压缩：基本方法复杂条件：修正一维固结三维固结室内：三轴压缩

侧限压缩室外：荷载试验

旁压试验§4.4地基的最终沉降量计算§4.5饱和土体的渗流固结理论概述主线、重点：一维问题！§4.1概述

§4.2土的压缩性测试方法§4.3一维压缩性及其指标§4.4地基的最终沉降量计算§4.5饱和土体的渗流固结理论第四章：土的压缩性与地基沉降计算§4.2土的压缩性测试方法土的变形特性测定方法现场试验荷载试验旁压试验三轴应力状态侧限压缩试验三轴压缩试验其他特殊试验室内试验一维问题§4.2土的压缩性测试方法常规三轴压缩试验试样围压

力3阀门阀门马达横梁量力环百分表量水管孔压量测类型施加

3施加

1-3量测固结

排水固结排水体变固结

不排水固结不排水孔隙水压力不固结不排水不固结不排水孔隙水压力常用试验类型§4.2土的压缩性测试方法变形模量：泊松比：一般化的应力应变曲线1Ei1Et土的一般化的应力应变曲线弹性模量固结排水试验与围压有关非线性（弹塑性）剪胀性§4.2土的压缩性测试方法固结容器：环刀、护环、导环、透水石、加压上盖和量表架等加压设备：杠杆比例1:10变形测量设备侧限压缩（固结）仪支架加压设备固结容器变形测量§4.2土的压缩性测试方法施加荷载，静置至变形稳定逐级加大荷载百分表加压上盖试样透水石护环环刀压缩容器侧限压缩试验P1s1e1e0ptest测定：

轴向压缩应力

轴向压缩变形P2s2e2P3s3e3§4.2土的压恋缩性测纪试方法侧限压缩科试验侧限变苹形（压堆缩）模堂量：压缩曲线虽及特点土的一般化的压缩曲线1Es1Eez=pz非线性弹塑性加载：卸载和重加载：§4.拾2土的压乒缩性测惰试方法常规三轴妖与侧限压吼缩试验应力应累变关系场曲线的岛比较常规三萝轴：存在破讨坏应力侧限压互缩试验岛：不存在际破坏应馅力存在体德积压缩跳极限z=pz侧限压缩试验常规三轴试验§4.2土的压冠缩性测烂试方法常规三轴忆与侧限压鹿缩试验变形模裕量E与侧限变送形模量Es间的关系则:E<江Es虎克定律侧限条慨件§4.2土的压兰缩性测循试方法土体变形冶的机理弹性变形

接触点处弹性变形弹性挠曲变形颗粒翻转的可逆性封闭气泡受压塑性变形

大孔隙消失接触点颗粒破碎颗粒相对滑移扁平颗粒断裂土体的变躁形特性土体的弯特点：纠散粒体体应变化主要由故孔隙体典积变化碍引起剪应变存主要由者土颗粒叠的大小界和排列林形态变博化引起§4.2土的压缩华性测试方咱法土的本构堆模型1E1-3f11-31121-311234线弹性-理想塑性非线性螺弹性弹塑性荷载试验卫与旁压试伴验自学§4.2土的压战缩性测菠试方法§4.某1概述§4.酬2土的压慢缩性测废试方法§4.廉3一维压墓缩性及熄其指标§4.4地基的最歌终沉降量究计算§4.5饱和土额体的渗红流固结委理论第四章：土的压缩疗性与地基草沉降计算§4.丽3一维压匆缩性及新其指标一维压缩倍性及其指既标-岩p（或冬）曲线e–洁p（或贪）曲衡线e–愚lgp（或lg）曲线先期固结狡压力原位压僵缩曲线秃及原位亲再压缩悼曲线由侧限压辨缩试验整喊理得到的岗三条常用心曲线§4.熟3一维压缩歪性及其指获标侧限压缩赛试验百分表试样环刀P1S1e1e0ptestP2S2e2P3S3e3已知：试样初始咬高度H0试样初始高孔隙比e0试验结道果：每级压力p作用下惠，试样雾的压缩丛变形S§4.3一维压违缩性及跃其指标初始加载卸载再加载一次加载侧限压缩薄试验卸载和撇再加载暮曲线p在试验曲动线的卸载布和再加载粱段，土样咳的变形特按性同初始毙加载段明蛋显不同，怕前者的刚绩度较大在再加载巴段，当应育力超过卸棋载时的应但力p时，曲体线逐渐毕接近一献次加载朱曲线卸载和再铺加载曲线木形成滞回景圈§4.3一维压斧缩性及液其指标侧限压缩卷试验应力历史槐及影响土体在孔历史上上所承受坟过的应仿力情况相（包括窝最大应滋力等）最称为应力历史初始加载卸载再加载p应力历史悠的影响非陈常显著土样在A和B点所处适的应力南状态完突全相同兴，但其库变形特构性差别惜很大AB§4.3一维压缩雪性及其指竖标-别p曲线初始加载Es卸载和春重加载EeP1s1e1e0ptestP2s2e2P3s3e31Es1Eep(kPa)=s/H0体积压擦缩系数周：单位压应吵力变化引旱起的单位印体积的体蜂积变化侧限压社缩（变枯形）模撞量KPa驳,MPa§4.禾3一维压缩船性及其指求标1e0e孔隙固体颗粒H0Se侧限压颗缩试验由三相印草图：可得到e-p关系§4.尺3一维压葵缩性及绑其指标e-p曲线ep01002003000.60.70.80.91.0ep(kPa)不同土的闯压缩系数悼不同，a越大，土牌的压缩性台越大同种土的肿压缩系数a不是常竞数，与池应力p有关通常用a1-2即应力栏范围为100状-20极0k编Pa的a值对不同里土的压缩差性进行比话较压缩系数KPa-1，MPa-1§4.3一维压缩久性及其指柏标e-p曲线–压缩系岗数a土的类别a1-2(MPa-1)高压缩性土>0.5中压缩性土0.1-0.5低压缩性土<0.1压缩系玩数a1-2常用作比晒较土的压嗽缩性大小压缩系数：01002003000.60.70.80.91.0epep(kPa)§4.刷3一维压因缩性及企其指标压缩系灯数侧限压缩寒模量体积压缩练系数压缩指管标间的忍关系1e0e孔隙固体颗粒e§4.3一维压避缩性及惰其指标10010000.60.70.80.9eCc11Cep(kPa，lg)e-lg请p曲线Ce回弹指数

（再压缩指数）Ce<<晃Cc，一般Ce≈0.端1-0纷.2Cc特点：在压力较寻大部分，茫接近胖直线段指标：反映了锻土的应掉力历史压缩指数§4.遍3一维压缩药性及其指搞标指标名称定义曲线Es侧限压缩模量p/-p曲线mv体积压缩系数/pa压缩系数-e/pe-p曲线Cc压缩指数-e/(lgp)e-lg(p)曲线Ce回弹指数-e/(lgp)侧限压惊缩试验屡指标汇旱总§4.3一维压华缩性及张其指标先期固安结压力先期固待结压力旁：土层历击史上所腿经受到巷的最大散压力pp=s：正常固客结土p>s：超固结土p<s：欠固结店土OCR查=1：正常固结OCR畏>1：超固结OCR<助1：欠固结超固结尽比：如土层滚当前承饲受的自忆重压力骡为s相同s时，一阿般OCR越大，积土越密蔑实，压度缩性越泛小§4.俩3一维压块缩性及率其指标ep(l论g)正常固谷结土的末原位压弄缩曲线罢：直线正常固结湿土初始压智缩曲线§4.3一维压缩断性及其指齿标ep(lg)在先期换固结压食力p附近发配生转折持，据此尘可确定栗p先期固结堵压力BACDpAB：沉积父过程，航到B点应力为pBC：取样拼过程，蜡应力减将小，先撤期固结骄压力为pCD：压缩试逝验曲线，湖开始段位赌于再压缩趟曲线上，雷后段趋近阶原位压缩匙曲线原位压缩曲线沉积过程取样过程压缩试验§4.3一维压缩价性及其指罚标ep(lg)CD在e-l阵gp曲线上扎，找出讯曲率最郊大点m作水平线m1作m点切线m2作m1,扇m2的角分俱线m3m3与试验裕曲线的尽直线段鸟交于点BB点对应类于先期授固结压让力pmrmin123p先期固经结压力p的确定Casa遥gran盐de法AB§4.3一维压蛙缩性及老其指标原位压缩势及原位再或压缩曲线水位上升土层剥蚀冰川融化引起卸载，使土处于

回弹状态正常固悼结土:超固结土:原状土的原位压缩曲线：客观存在的，无法直接得到？沉积ab取样bb室内试验bcdep(lg)d原状土的原位再压缩曲线：客观存在的，无法直接得到？§4.稻3一维压其缩性及奥其指标原位初阶始压缩缺曲线的牢推求基本假定懂：取样后斧不回弹仓，即土摆样取出膛后孔隙卫比保持妈不变，(e0,s)点位于上原状土规初始压菌缩或再剑压缩曲毫线上压缩指数Cc和回弹洒指数Ce为常数试验曲佩线上的0.4集2e0点不受陵到扰动克影响，汗未受扰耗动的原字位初始恶压缩曲拘线也应膜相交于允该点§4.3一维压缩维性及其指翻标0.1椒1福10报p(粥100k械Pa)1.00.80.60.4ee00.42确e0扰动增加原状样重塑样不同扰贴动程度主试样的蹲室内压喘缩曲线§4.纸3一维压缩怠性及其指靠标p(lg)正常固纲结土原纪位压缩荣曲线的俩推求对正常固午结土先期抱固结压力经p=s(e0,p)位于原喊位压缩组曲线上以0.组42e0在压缩曲舍线上确定C点通过B、C两点的直抬线即为所困求的原位珠压缩曲线推定方法原位压缩曲线§4.命3一维压恭缩性及僵其指标p(lg)超固结土气原位再压案缩曲线的夫推求确定p,s的作用第线因为p>s,点D(e0,s)位于再欣压缩曲济线上过D点作斜率龟为Ce的直线DB，DB为原位顿再压缩酸曲线以0.墙42e0在压缩委曲线上毙确定C点，BC为原位轮初始压价缩曲线DBC即为所职求的原凡位再压垒缩和压央缩曲线推定方危法原位再压缩曲线§4.坝3一维压女缩性及浴其指标小移结-辈p（或登）曲女线e–撤p（或份）曲慌线e–介lgp（或lg优）曲线先期固结钢压力原位压韵缩曲线既及原位正再压缩斧曲线由侧限败压缩试种验整理启得到的斤三条常破用曲线§4.1概述§4.原2土的压逆缩性测缘瑞试方法§4.旺3一维压缩奏性及其指壤标§4.4地基的这最终沉烤降量计室算§4.等5饱和土珍体的渗像流固结储理论第四章：土的压缩略性与地基席沉降计算§4.4地基的最蜘终沉降量练计算tS粘性土帆地基的疯沉降量S由机理不艳同的三部纽奉分沉降组博成：初始瞬涨时沉降Sd：在不排水阶条件下，锹由剪应变稠引起侧向斧变形导致主固结灾沉降Sc：由超静孔背压消散导波致的沉降筋，通常是伟地基变形诸的主要部狸分次固结沉找降Ss：由于土骨来架的蠕变冶特性引起津的变形粘性地悔基的沉音降类型Sd：初始瞬时沉降Ss:次固结沉降Sc：主固结沉降总变形：§4.毅4地基的最按终沉降量骨计算地基的最裳终沉降量梢计算最终沉蓄降量S∞：t∞时地基最选终沉降稳魂定以后的证最大沉降伯量，不考威虑沉降过谊程。不可压缩层可压缩层σz=pp以一维侧皱限应力状哀态土的压在缩特性为淡基础的分层总和缘瑞法计算方胳法：§4.4地基的诸最终沉凶降量计翼算地基的瞎最终沉折降量计殃算单一土层井一维压缩倘问题地基最腥终沉降感量分层嫁总和法地基沉部降计算缎的若干秆问题§4.返4地基的联最终沉菌降量计果算HH/2H/2,e1单一土层赠一维压缩侄问题计算简图pσz=p压缩前压缩后（a）e-p曲线（b）e-lg哲p曲线§4.4地基的蚊最终沉之降量计商算计算公式杰：e-p曲线单一土层纹一维压缩忠问题ee1e2p1p2pp自重应力状态附加应力状态§4.述4地基的最栋终沉降量紫计算优点:可使用且推定的左原位压白缩和再笋压缩曲停线可考虑土留层的应力极历史，区侦分正常固励结土和超胶固结土分仙别进行计纠算计算公柄式：e-lg财p曲线单一土翅层一维稼压缩问临题§4.4地基的塘最终沉侵降量计颠算计算公式真：e-lg伴p曲线-正常固结掉土单一土层能一维压缩市问题可使用雷推定的规原位压尖缩曲线勒的Cc值进行计董算：p(lg)推定的原位压缩曲线实验室试验结果Cc§4.4地基的鄙最终沉首降量计侍算计算公厕式：e-l虑gp曲线-超固结土单一土层浅一维压缩丑问题可使用推德定的原位弊压缩和再得压缩曲线单的Cc和Ce值进行计局算：pp(lg)推定的原位压缩曲线推定的原位再压缩曲线CcCe当p2>p当p2<p§4.4地基的梨最终沉捕降量计愉算pH,e1epH/2H/2σz=p计算步骤载：单一土游层一维箱压缩问抽题确定：查定：算定：以公式为例e1e2pp1p2§4.将4地基的最摘终沉降量饲计算理论上能不够完越备，缺夸乏统一姓理论,是一个半舅经验性方价法假设基助底压力缘瑞为线性巷分布附加应脑力用弹速性理论会计算侧限应力灯状态,只发生单糕向沉降只计算敞固结沉刚降，不伸计瞬时榴沉降和弃次固结烘沉降将地基愤分成若软干层，士认为整疏个地基迫的最终笨沉降量闭为各层砍沉降量衰之和：基本假锣定和基悠本原理暴：地基最终导沉降量分再层总和法§4.4地基的皆最终沉卡降量计沾算d地面基底施工步骤地基最终晕沉降量分颜层总和法基坑开挖缠：基础土孕层卸载，火基础底面饰回弹基础施钟工：基累础土层挤重加载汇，基础掀底面再仓压缩基坑回填刮：基础土圈层重加载需，基础地饱面再压缩建筑物却施工：功基础土质层压缩母沉降§4.4地基的最乔终沉降量过计算沉降量壶从原基宇底算起适用于基渡础底面积路小，埋深揉浅，施工雁快的情况沉降量从散回弹后的凝基底算起基础底面芦大，埋深江大，施工托期长的情晴况已知：地剖基各土层糕的压缩曲冒线原状土压慢缩曲线计算步骤情况1户：不考水虑地基穴回弹情况2：考虑脖地基回屠弹地基最终课沉降量分躲层总和法§4.4地基的最捷终沉降量歌计算计算步骤–情况1地基最终壮沉降量分铺层总和法d地面基底计算深度pp0dzsz原地基孩的自重持应力分衣布sz基底附渣加压力p0确定地企基中附忠加应力z分布确定计算稀深度zn地基分椅层Hi计算每愿层沉降叹量Si各层沉捕降量叠为加Sisz从地面柏算起；z从基底算啄起，由基飞底附加应降力p0=p-d引起§4.4地基的最邪终沉降量嗽计算计算步嫌骤–情况1地基最舞终沉降河量分层催总和法...网...确定计趁算深度zn地基分层Hi计算每层庙沉降量Si各层沉降帆量叠加Si经验法思：一般土层兴：σz=0.2缎σsz软土层姥：σz=0.收1σsz规范法：包S瞎0.0归25S经验公式揉：Zn=B(组2.5材-0.记4ln圆B)计算到铜压缩性弟较大土崖层底面d地面基底计算深度pp0dzszz§4.盲4地基的功最终沉斑降量计舞算计算步骤–情况1地基最终湾沉降量分难层总和法原地基箩的自重牧应力分剪布sz基底附加桃压力p0确定地钩基中附贤加应力z分布确定计具算深度zn地基分双层Hi计算每夜层沉降千量Si各层沉甚降量叠递加Si不同土间层界面地下水位主线每层厚度搞不宜0.4B或4mz变化明席显的土所层，适理当取小Hid地面基底计算深度pp0dzszszizi§4.薯4地基的阳最终沉抛降量计浇算计算步市骤–情况2地基最的终沉降穗量分层乒总和法原地基的养自重应力辨分布sz开挖后地蒙基中自重痕应力分布确定地基将中附加应穴力z分布d地面基底计算深度pdzszsz下同情况1§4.象4地基的场最终沉寺降量计供算d地面计算深度pp0dzsz计算公额式：e-p曲线地基最朽终沉降令量分层酸总和法对土层i有：压缩前p1i=szie1i压缩后p2i=szi+zie2iHiszizi§4.4地基的荒最终沉换降量计棕算地面p0z计算公加式：e-p曲线地基最终刺沉降量分始层总和法zi-1ziHiAi规范法深度z范围内平钥均附加应鸣力系数(表4－4)§4.4地基的宣最终沉田降量计唐算地基最终笔沉降量分威层总和法d地面计算深度pp0dzsz计算公利式：e-lg证p曲线对土层i有：压缩前p1i=szie1i压缩后p2i=szi+zie2iHiszizi§4.宾4地基的暮最终沉尸降量计灵算计算公式男：e-l揭gp曲线地基最葬终沉降汤量分层假总和法pip(lg)推定的原位压缩曲线推定的原位再压缩曲线CciCei当p2i>pi当p2i<pip1ie1ip2ie2i§4.4地基的倒最终沉哀降量计紧算计算公式禾：情况2考虑地基回弹地基最喷终沉降兔量分层劣总和法对土层i有：d地面基底计算深度pdzszsz条件：基面面积聚大，埋深粒大，施工阵期长以原地基惠为正常固昌结土为例象进行讨论开挖前铅：szi开挖后：雨szi压缩后扒：szi+zi相当于先杆期固结压焦力pi§4.妹4地基的最百终沉降量狸计算计算公目式：情愤况2考虑地基回拖弹地基最惭终沉降剧量分层恰总和法对土层i有：沉降量Si=S1i+S2iszip(lg)CciCeiszie1ie2iszi+zizi再压缩S1i压缩S2i§4.之4地基的元最终沉盗降量计估算计算公戒式：情搏况2考虑地基回弹地基最终列沉降量分谅层总和法类似于宏超固结进土的计鹿算方法无论回弹号、再压缩泽或压缩，博均相对于会开挖前的蜂拟定基底持高程为基纳准点，故所在计算公阵式中采用壶开挖前地塞基的天然衣孔隙比e1i原本Si=S回弹i+S1i+S2i，但由于聪沉降量从页建筑物开副始修建的遮高程起算奸，S回弹i部分已经军被挖除，暗故实际的Si=S1i+S2i§4.秆4地基的醉最终沉份降量计系算结果修嚷正地基最终眠沉降量分碗层总和法会导致S的计算兆误差，蕉如：①取中点下比附加应力警值，使S偏大②侧限压缩抓使计算值旦偏小③地基不均柜匀性导致集的误差等软粘土（握应力集中猴）S偏小,Ψs>1硬粘土刘（应力盗扩散）S偏大,Ψs<1s经验修正求系数基底压蛛力线性甜分布弹性附加鲁应力计算单向压妈缩只计主到固结沉滚降原状土现猪场取样的钥扰动参数为时常数按中点茂下附加样应力计呢算§4.4地基的最翻终沉降量腰计算地基最车终沉降挡量分层重总和法结果修正地基最测终沉降跳量分层周总和法经验修正油系数s=1.4才-0.2辱,与土质搅软硬有船关与基底范附加应韵力p0/fk的大小变有关20.015.07.04.02.50.20.40.71.01.1p0

0.75fk0.20.41.01.31.4p0fk基底

附加应力表4-6沉降计算经验系数sfk：地基承载力标准值§4.辰4地基的最混终沉降量谢计算①准备卧资料②应快力分布③沉降闷计算建筑基础纪（形状、霜大小、重穿量、埋深热）地基各土鸡层的压缩穷曲线原状土济压缩曲泻线计算断旋面和计甚算点确定计算在深度确定分蔑层界面计算各土率层的szi，zi计算各击层沉降菜量地基总沉偿降量自重应牛力基底压力基底附加劝应力附加应免力④结我果修正分层总耳和法要点小么结§4.4地基的糟最终沉释降量计杏算地基沉架降计算易的若干蠢问题粘土地基军的沉降量五计算砂性土援地基的尝沉降计糖算单向分变层总和补法的评为价§4.塞4地基的荒最终沉弓降量计轮算tS初始瞬际时沉降Sd，取决逮于剪切滤变形主固结么沉降Sc，取决于闻渗透固结殊过程，通旱常是地基析变形的主掩要部分次固结沉谦降Ss，取决于比土骨架的任蠕变变形粘性地血基的沉甘降量计搜算总变形：Sd：初始瞬时沉降Ss:次固结沉降Sc：主固结沉降§4.遵4地基的挎最终沉语降量计线算自学（详见P136林-140）粘土地顺基的沉杀降量计丘算§4.4地基的肾最终沉岗降量计蒙算原位试验砂性土滨地基的鸽沉降速码率较快渐，沉降率绝对值奋一般不躬大，且奔大部分乏在施工哪期完成困，运用围期沉降努量一般巾不会很立大难以取接到有代喊表性的镰土样标准贯入洗试验静力触沉探试验载荷板试告验Schm第ertm侮an（薛迈脱羡曼）建议的简济易算法（P142邪）基于经辽验公式摩的估算境方法（P12产6，公式4装-16爬）办法：特点：问题：原位冻结大取样单向分层理总和法SSS砂性土拖地基的调沉降量迹计算§4.撞4地基的薯最终沉洞降量计贞算可计算喝成层地粉基可计算近不同形级状基础-条性、叠矩形和涂园形等可计算不殿同基底压怠力分布-均匀、三刊角和梯形求分布参数的试痕验测定方夕法简单已经积累壶了几十年豆应用的经挥验，适当犁修正。基本假定砍：优点烛：（a）基底仁压力为论线性分沸布（b）附加应为力用弹性凑理论计算（c）只发梦生单向林沉降：盼侧限应慨力状态（d）只计倒算固结抽沉降，夺不计瞬贺时沉降味和次固翅结沉降单向分层矛总和法的埋评价§4.4地基的最趣终沉降量抽计算计算精喜度：单向分番层总和易法的评毙价①欧美②可判桶定原状土付压缩曲线③区分逐不同固结嫁状态④计算河结果偏大相差比材较大修正靠经赚验e-p曲线与e-l康gp曲线的对味比：均需修正①原苏联②无跃法确定裹现场土锈压缩曲恨线③不区阿分不同固捧结状态④计锹算结果握偏小e-pe-l链gp§4.1概述§4.2土的压缩窗性测试方蜘法§4.涨3一维压灶缩性及乔其指标§4.4地基的最受终沉降量射计算§4.5饱和土顿体的渗层流固结质理论第四章：土的压菌缩性与饲地基沉错降计算§4.5饱和土叔体的渗悼流固结搜理论198观6年：开工199璃0年：人工项岛完成1994年：机核场运营面积：4370晋m×12之50m填筑量柜：180途×106m3平均厚大度：33m地基：15-生21m厚粘土问题：沉惧降大且不均匀日本关西模国际机场世界最依大人工腹岛§4.5饱和土体细的渗流固顾结理论关西国际伯机场设计预测舍沉降：5.7－7.5浮m完工实落际沉降些：8.1险m，5cm/月(199匙0年)预测主固祖结完成：20年后比设计能超填：3.0亚m日期测点123578101112151617平均00-1210.69.712.811.710.613.011.610.312.712.59.014.111.701-1210.89.913.011.910.713.211.810.512.912.79.114.311.9§4.闸5饱和土体投的渗流固档结理论沉降与血时间之恨间的关期系：饱料和土层资的渗流猜固结问题：固结沉降健的速度和缸程度？超静孔冲隙水压矩力的大藏小？饱和土按体的渗雅流固结贺理论不可压缩层可压缩层p一维渗腹流固结§4.拼5饱和土于体的渗枣流固结值理论饱和土一滩维渗流固仆结理论恼（Terz童aghi渗流固白结理论岩）固结度的涝计算有关沉降默－时间的驶工程问题固结系数嫌的测定多维渗交流固结隔理论简孕介饱和土纸体的渗歌流固结股理论§4.米5饱和土体托的渗流固象结理论-一维渗者流固结减理论渗透固尸结理论蛇是针对畜土这种低多孔多峡相松散时介质,建立起耻来的反萄映土体经变形过胞程的基次本理论五。土力妹学的创遵始人Ter肢zag觉hi教授于20世纪20年代提养出饱和舅土的一仔维渗透乡丰固结理妈论物理模锡型－构太沙辆基一维菠渗透固箱结模型数学模蕉型－熔渗透跑固结微椒分方程方程求艇解－寻理论过解答固结程禁度－偶固结闪度的概记念一维渗流侦固结理论Ter爽zag镜hi一维渗纳流固结伐模型实践背结景：大袭面积均咬布荷载侧限状咽态的简严化模型pσz=p不透水

岩层饱和

压缩层pK0pK0p处于侧限隶状态，渗睡流和土体塘的变形只件沿竖向发越生p不变形的钢筒§4.5饱和土灭体的渗呀流固结例理论-一维渗辨流固结然理论钢筒弹簧水体带孔活虫塞活塞小睛孔大小渗透固棵结过程初始状态边界条件相间相互作用物理模型p侧限条唉件土骨架孔隙水排水顶面渗透性大钩小土体的固结p§4.5饱和土治体的渗忠流固结洒理论-一维渗流针固结理论Ter床zag斥hi一维渗流输固结模型p附加应力:z=p超静孔压:

u=z=p有效应力:z=0附加应力:σz=p超静孔压:

u<p有效应力:σz>0附加应力:σz=p超静孔压:

u=0有效应力:σz=p§4.5饱和土叶体的渗受流固结臭理论-一维渗流谣固结理论Terz敏aghi一维渗翁流固结贯模型土层是有均质且摆完全饱怪和土颗粒摔与水不旨可压缩水的渗惑出和土虑层压缩浴只沿竖杰向发生渗流符合守达西定律飞且渗透系碧数保持不器变压缩系缸数a是常数荷载均啦布,瞬时施会加，总应力不后随时间变倚化基本假警定基本变量总应力已坏知有效应力岂原理超静孔隙任水压力的悬时空分布§4.5饱和土体蛮的渗流固最结理论-一维渗流闯固结理论数学模型u0=pt=0u=pz=0t=u=0z=pzu0<t<u<pz>0p不透水岩层z排水面Hu：超静孔压z：有效应力p：总附加应力u+

z=pp土层超静矿孔压是z和t的函数，应渗流固结挎的过程取贫决于土层朗可压缩性固（总排水核量）和渗占透性（渗肯透速度）§4.现5饱和土慎体的渗举流固结君理论-一维渗跑流固结肚理论数学模型p不透水岩层z排水面Hu0=pu：超静孔压z：有效应力p：总附加应力u+

z

=pu0：初始超静孔压zdz微单元t时刻dz11微小单元牧（1×1浴×dz）微小时发段（dt）土的压仔缩特性有效应纷力原理达西定螺律渗流固结抬基本方元程土骨架披的体积喉变化＝孔隙体木积的变化＝流入寸流出水搞量差连续性条内件zu§4.5饱和土示体的渗壮流固结裤理论-一维渗流爬固结理论数学模型固体体积丘：孔隙体抖积：dt时段内：孔隙体积怜的变化＝塘流出的水挠量dz11z§4.从5饱和土融体的渗管流固结居理论-一维渗流伪固结理论数学模型dt时段内：孔隙体积瓣的变化＝奋流出的水诱量达西定霜律:土的压缩性：有效应力原理：孔隙体积摆的变化＝苦土骨架的犯体积变化u-超静孔压§4.5饱和土体盒的渗流固纱结理论-一维渗流炕固结理论数学模型Cv反映土坑的固结饱特性：完孔压消姑散的快洒慢－固巷结速度Cv与渗透意系数k成正比，鼓与压缩系民数a成反比；单位：cm2/s；m2/ye桃ar，粘性李土一般窜在10-4cm2/s量级固结系数:§4.纺5饱和土体机的渗流固些结理论-一维渗嗓流固结纵理论数学模型方程求解-解题思路反映了恼超静孔芳压的消萌散速度俊与孔压畏沿竖向竭的分布宋有关是一线朽性齐次藏抛物型复微分方寻程式，雅与热传诞导扩散齿方程形臭式上完刃全相同母，一般嫌可用分正离变量逐方法求厉解其一般解剪的形式为俭：只要给怀出定解贺条件，轻求解渗海透固结秩方程，外可得出u(z精,t)渗透固陡结微分刷方程：§4.耍5饱和土体钓的渗流固河结理论-一维渗流艘固结理论p不透水z排水面Hzuu：超静孔压z：有效应力p：总附加应力u0：初始超静孔压ou+z=pu0=pzuz=p0zH:u=pz=0:u=0z=H:uz

0zH:u=0初始条仍件平边界条杰件§4.把5饱和土体器的渗流固俗结理论-一维渗流肿固结理论方程求喝解–边界条雨件p不透水z排水面Hzuo微分方识程：初始条件遮和边界条铜件为无量材纲数，品称为时知间因数邮，反映超静绿孔压消散伐的程度也滔即固结的鼻程度方程的葬解：§4.沙5饱和土体周的渗流固雀结理论-一维渗邪流固结候理论方程求急解–方程的序解渗流zu0=p不透水排水面HTv=0Tv=0.05Tv=0.2Tv=0.7Tv=∞从超静泊孔压分艰布u-z曲线的趟移动情假况可以采看出渗手流固结我的进展顶情况u-z曲线上的洽切线斜率已反映该点沸的水力梯氏度水流方蜓向思考：两面排水樱时如何计该算？§4.艳5饱和土体页的渗流固负结理论-一维渗册流固结爸理论方程求别解–固结过程方程的解滩：渗流排水面H渗流z排水面HTv=0Tv=0.05Tv=0.2Tv=0.7Tv=∞u0=p双面排它水的情园况上半部阿和单面语排水的椅解完全求相同下半部现和上半于部对称§4.白5饱和土愚体的渗日流固结唇理论-一维渗占流固结尖理论方程求绣解–固结过程§4.5饱和土抽体的渗辩流固结次理论-固结度远的计算固结度的您概念一点M的固结度位：其有效应厚力zt对总应力幼z的比值Uz,t=0～1：表征一馒点超静孔剖压的消吊散程度zHzuoMzUt=0～1：表征一塞层土超静孔压剥的消散程镜度一层土币的平均验固结度平均固身结度Ut与沉降量St之间的烈关系t时刻：确定沉培降过程梢也即St的关键胁是确定Ut确定Ut的核心问沾题是确定uz.t固结度等于t时刻的荡沉降量酒与最终姑沉降量热之比§4.5饱和土体川的渗流固供结理论-固结度哪的计算固结度的歪概念均布荷载苹单向排水图表解住：P14农7，图4-霉29，超曲线①

一般解：

近似解：

简化解地基的胶平均固筹结度计谋算Ut是Tv的单值函殖数，Tv可反映固结源的程度§4.啊5饱和土体扔的渗流固僚结理论-固结度的况计算0.00.20.40.0010.11时间因数Tv固结度Ut0.60.81.00.01不透水边界透水边界渗流123§4.5饱和土体器的渗流固笨结理论-固结度的鲜计算地基的降平均固晋结度计膊算三种基本肝情况地基的环平均固呜结度计俱算（1）镇压缩应力谎分布不同已时工程背景H小，

p面积大自重应力附加应力底面接近零自重应力附加应力和3类似

底面不接近零公式(4-56)-(4-60)，图4-29叠加原理，公式(4-61)-(4-63)计算公式应力分布基本情况

12345不透水透水papb=1==0>1<1§4.弱5饱和土杜体的渗素流固结奶理论-固结度的巩计算常见计始算条件（2）双紫面排水时无论哪挠种情况蝇，均按钥情况1靠计算压缩土泰层深度H取1/四2值应力分布基本情况

12345透水透水2H§4.矮5饱和土体冷的渗流固祥结理论-固结度的克计算地基的平处均固结度漂计算常见计算雷条件§4.5饱和土惯体的渗诉流固结教理论-工程问题有关沉降吊－时间的君工程问题求某一山时刻t