土力学课件矿大

《土力学》xxx第三讲土的变形理论土力学SOILMECHANICS第三讲土的变形理论第一章土的组成第二章土的物理性质及分类第三章土的渗透性及渗流第四章土中应力第五章土的压缩性第七章土的抗剪强度第八章土压力第九章地基承载力第十章土坡和地基的稳定性第六章地基变形第十一章土在动荷载作用下的特性第六章地基变形意义重点内容小结作业由于：地基（土层）在建筑物的荷载作用下产生变形，建筑物基础亦随之沉降，尤其是当荷藏差异较大、或地基土层软弱不均时，往往导致建筑物基础出现过大的沉降，或者不均匀沉降，结果：以致建筑物某些部位开裂、倾斜、甚至倒塌。因此：为了保证建筑物的安全和正常使用，有必要弄清荷载作用下土体的变形，这一土力学的重要问题之一。

特别是，在地基基础设计中，要求地基土的变形量不超过允许值。意义第六章地基变形熟练掌握:分层总和法、《规范》法地基沉降量的计算方法；掌握:地基沉降量类型，固结度，有效应力等基本概念；理解:其他沉降计算方法的原理；不同沉降计算方法的优缺点；理解一维固结理论，了解随时间发展的地基沉降量计算方法。重点第六章地基变形内容

？第六章地基变形6.1基本概念6.2地基变形的弹性力学公式6.3基础最终沉降量6.4路基沉降与位移(自学)6.5地基变形与时间的关系6.6

地基沉降计算有关问题的综述

？第六章地基变形6.1基本概念地基变形等效于建筑物的沉降量，是指地基土压缩变形达固结稳定的最大沉降量，或称地基沉降量。地基最终沉降量：是指地基土在建筑物荷载作用下，变形完全稳定时基底处的最大竖向位移。基础沉降的原因：（1）建筑物的荷重产生的附加应力引起；（2）欠固结土的自重引起；（3）地下水位下降、或施工中水的渗流引起。基础沉降类型：按其原因和次序分为：瞬时沉降Sd；主固结沉降Sc次固结沉降Ss三部分组成。建筑物基础的总沉降量:

S＝Sd＋Sc＋Ss

？第六章地基变形6.1基本概念计算地基最终沉降量的目的：（1）在于确定建筑物最大沉降量；（2）确定沉降差；（3）倾斜以及局部倾斜；（4）判断是否超过容许值，以便为建筑物设计值采取相应的措施提供依据，保证建筑物的安全。内容

？第六章地基变形6.1基本概念6.2地基变形的弹性力学公式6.3基础最终沉降量6.4路基沉降与位移(自学)6.5地基变形与时间的关系6.6

地基沉降计算有关问题的综述

？第六章地基变形6.2地基变形的弹性力学公式6.2.1集中力作用下地表任意点的沉降公式

？第六章地基变形6.2地基变形的弹性力学公式6.2.1集中力作用下地表任意点的沉降公式

？第六章地基变形6.2地基变形的弹性力学公式6.2.2矩形均布荷载作用下角点的沉降公式角点沉降影响系数

？第六章地基变形6.2地基变形的弹性力学公式6.2.3矩形均布荷载作用下中心点的沉降公式0=2c中心点沉降影响系数内容

？第六章地基变形6.1基本概念6.2地基变形的弹性力学公式6.3基础最终沉降量6.4路基沉降与位移(自学)6.5地基变形与时间的关系6.6

地基沉降计算有关问题的综述6.3地基沉降量计算

？第六章地基变形6.3.1分层总和法6.3.2《规范》法6.3.3两种方法的比较6.3.4应力历史对沉降计算的影响6.3地基沉降量计算6.3.1分层总和法（固结沉降计算方法）基本假定：地基属于均质、各向同性的半无限体；地基土体不发生侧向变形；地基沉降按基底中心点下附加应力计算；地基压缩仅发生在一定深度范围内。

？第六章地基变形计算步骤：分层：分层原则层厚：天然土层面、地下水位；计算方便。确定分层内自重应力和附加应力：确定自重应力、附加应力：自重应力：附加应力：确定地基沉降计算深度Zn（压缩层厚度）：6.3.1地基沉降量计算（软土取0.1）时，对应的地基深度。

？第六章地基变形确定各分层平均自重应力和平均附加应力：平均自重应力：平均附加应力：原因和意义：假设：

分层土中任意深度的初始应力：加载后应力：可以用室内压缩试验

近似模拟这种压缩过程确定各分层土体孔隙比变化建造建筑物前：建造建筑物后：计算地基的最终沉降量：

？说明：如能得到与之对应的压缩系数、压缩模量、变形模量，则可以采用以下公式计算：6.3地基沉降量计算已知变形模量（略）（4）第六章地基变形6.3地基沉降量计算第六章地基变形6.3.1分层总和法6.3.2《规范》法6.3.3两种方法的比较6.3.4应力历史对沉降计算的影响《规范》线法采用公式皱：引入“平均附窑加应力顶系数”《规范导》法采用公式门：沉降计大算深度Zn确定方奋法:方法一:试算法6.3.2地基沉生降量计午算:计算既深度Zn内，第i层土的大计算沉倦降量；:计算深扎度Zn处向上土精层厚度的迟计算沉降讨量；第六章地怒基变形沉降计们算深度Zn确定方键法:方法二:经验法6.3.2地基沉降叮量计算第六章地营基变形6.3跌地基都沉降量筹计算第六章地残基变形6.3.甩1分层他总和法6.3找.2迫《规范高》法6.3欢.3窜两种方炸法的比傻较6.3.拍4应力怜历史对沉挽降计算的贺影响6.3筝.3地燃基固结烟沉降的族两种计搂算方法总比较内容分层总和法《规范》法计算原理分层计算沉降再叠加采用平均附加应力系数法计算公式计算结果与实测值的比较中等地基：S计≈S实；软弱地基：S计<S实；坚硬地基：S计>S实；经修正，S计≈S实；地基沉降计算深度一般土：按软土：按无相临荷载：有相临荷载：计算工作量逐层计算自重及平均自重应力、附加及平均附加应力；各层沉降叠加。（工作量大）只要是同一土层，无需分层，一次计算即可。（工作量显著降低）①分层总雕和法的基弊本用意：枕解决地基厦的成层性和非均质性所带聪来的计拿算上的膝困难。②以均质骂弹性半空吧间的应力暖来计算非盘均质地基料的变形的做法、刚在理论上显然不协舒调，其所骡引起的计五算误差也还滑没有得筐到理论挪和实验呢的充分验榨证。③以单向压腿缩分层总权和法计株算没有酒考虑地看基的三桂维应力状态的两影响．锐忽略了君地基土箩因剪切需变形所受产生的瞬时沉降。这样计刘算所得的壤只是地基最终固结律沉降。考虑三请维应力朽状态时嘱所得的普固结沉勇降、对公一般的信正常固结和超判固结土，禾都偏大。所以，通抬常粗略地槽把单向压辽缩分层总恩和法的计腹算结果看成是地犯基最终沉降，而不饲另行考厘虑地基危的瞬时胸沉降。进一步惰说明：④传统的携和规范推疯荐的两种曲单向压缩姓分层总和短法，就计算方法世而言并无欲太大差别蜂，规范法的重要周特点在于引入了冬沉降计算难经验系数座．以校正计算值与实测值的偏差童。⑤砂土地基在荷甚载作用下痕由土的体黑积变形和垂剪切变形引起的艇沉降在樱短时间股内几乎乓同时完稍成。⑥地基俗沉降计算深度用于确定坝地基沉降向有影响的萄土层范围．保直证满足沉介降计算的托精度要求郊。地基沉公降计算深度的焰确定标准视有二种：应力比法和与变形比弱法。进一步拒说明：第六章地暴基变形6.3许地基台沉降量想计算第六章地获基变形6.3罩.1扎分层总计和法6.3有.2蜓《规范惰》法6.3跳.3南两种方互法的比竹较6.3蓄.4纹应力历阁史对沉王降计算闸的影响6.3速.4应力历史销的地基沉铁降计算正常固半结土——第i层土的胸原位初谨始孔隙出比；——第i层土压愚缩稳定炎后的原吸位孔隙现比；——第i层土初始侧竖向应力摘（平均自击重应力）困；——第i层土最痰终竖向痕应力（P1i+平均附龟加应力厦）。？第六章栽地基变圆形6.3洽地基煮沉降量巩计算？第六章地鲜基变形6.3塞地基叼沉降量倍计算？第六章地栏基变形6.3闲地基靠沉降量刊计算？第六章地袖基变形6.3支地基沉降蒸量计算6.5墨.1颜饱和土锤的渗透棋固结饱和土摆渗透固灰结——孔隙水俱压力逐窗渐消散勇,有效冲应力逐晒渐增长姑过程:6.5地基变形见与时间的贵关系？第六章淋地基变遮形6.5地基变赚形与时冬间的关掀系？第六章地凡基变形6.5.倡1饱和爷土的渗透隶固结饱和土渗飞透固结——孔隙水勇压力逐筋渐消散奖,有效乱应力逐风渐增长协过程:6.5.室2太沙基一沉维固结理档论基本假堪定土体完姜全饱和乐;土颗粒与粱孔隙水自踢身不可压阵缩;孔隙水渗抽流只沿竖励直方向发董生;孔隙水乖渗流符熟合达西通定律;整个固结膜过程中渗隙透系数、勿压缩系数参等均视为册常数；外荷载处一次性皮、快速泥施加到逢位。固结微分赴方程假设的营物理描周述饱和粘土械层厚为H;顶部透磨水砂层轻，底部不透水、接不可压蜂缩层；顶部瞬间姐施加无限均觉布的荷载（注：匀粘土层凯内附加旁应力不深沿深度堪变化）针。？？流出和流届入微元的协流量差：？体积的压肿缩速率？因流出和拥流入微元包的流量差拘＝体积的凭压缩速率(固结挖系数的宜试验确绸定方法特，略)固结微贫分方程凡的解6.5地基变肚形与时激间的关狸系一定初始丹条件、边肺界条件的窜解析解：度；时应层层单为层双为层结时间应？第六章地淘基变形固结度任意深度瞬时固结插度：地基某深摘度土体任挠意时刻的匪固结的程异度。平均固赖结度：说明:固结度纽奉实质即炭孔隙水荐压力向辫有效应选力的转库化程度仇。与固结应践力的大小勾无关,与进固结应力割的分布有娱关。6.5地基变葬形与时饲间的关置系？第六章地疫基变形平均固晕结度计俗算：固结度～激时间因子自曲线（Ut~T危v）及其应准用应用一雅:给定时间欠，求地层雀到该时刻军的沉降量汉(先计算最终沉汪降；再利帽用Ut~T追v关系计贼算固结途度)应用二:指定固结令沉降量，纸求经历的盗时间(先计算居最终沉降表；再计算蚂固结度，班最后利用Ut~T冷v关系计展算对应源的时间倡)当简计？重要说逆明附加应力越分布形式闪不同，Ut~拔Tv曲线也不辰同；Ut~经Tv曲线均对巨应的是“采单面排水亩”，当为余双面排水历时，附加红应力均按份矩形分布朋考虑（即商附加应力话沿深度不科变）。？6.5夺.3着实测沉我降～时责间关系豆的经验取公式（穴自学）6.5地基变涌形与时织间的关瞧系经验公式艺提出的原姜因？意义？第六章购地基变汉形6.6.木1地基沉左降的组微成与最污终沉降队量计算醉方法组成：瞬时沉向降：地基在荷击载施加瞬痛间因剪切秩变形而产拥生的沉降概,又殿称为“不盟排水沉降棍”或“畸朱变沉降”;固结沉忙降：土体发生韵孔隙水排盟出、体积是减小而产阁生的沉降衔,又硬称为“主寻固结沉降纵”;次固结沉乱降：土体孔隙炮水压力已池消散、有器效应力不侧变的条件吨下，由于从土颗粒骨仆架蠕变而秘产生的沉蹈降。说明：细颗粒趋土(如粘性土),由浓于排水圾过程缓颈慢,地昨基沉降趋量通常经可明显棉地分成捆上述三宏个阶段规;对于无粘性土,排水迅销速,瞬时封沉降通常须可以忽略壳.6.6地基沉降辞计算有关桨问题的综蔬述？第六章蛾地基变拾形最终沉降旺量计算方移法瞬时沉降Sd:采用弹姑性力学电公式计决算;公式中采离用土的弹涂性模量,欣而非变形庙模量或压缩模量亡;固结沉扫降Sc:采用分层上总和法或乐《规范》瘦法；计算中景采用土菌的侧限唐压缩性蛇指标（急压缩系数、压秆缩指数纪、压缩学模量）串；弹性力葵学公式恰计算。次固结知沉降Ss：计算公箱式：？6.6.小2地基沉弊降深度问端题应力比法变形比团法（经盟验公式附）6.6地基沉梢降计算兔有关问拘题的综尘述各自的合彻理性和不忠合理性？6.6.次3相临荷跃载的影响导致建筑赤地基产生泥不均匀的葡附加沉降崇，使结构塑开裂。相临荷载赌影响的考翼虑方法：单独基础榆：基础间净茄距>抛相临基础铸宽度，相乘临荷载简脂化为集中辈荷载；条形基础牲：基础间谈净距妖>相申临基础身宽度的阴4倍，范相临荷著载简化校为线荷汗载一般情况富：基础间净饱距>多10m，忽略相析临荷载馅影响；大面积隔地面荷庙载：如仓库磨、车站汗、码头另的地面券堆载，锹容易导梢致周围梅建筑物地地基的蔬不均匀塑沉降。？第六章过地基变帜形6.6地基沉器降计算连有关问听题的综肉述？墨西哥判城建筑确，沉降柏及不均炎匀沉降肥。土层为深挺厚的湖相曾沉积层，窜天然含水废量高达宝650枣％，液限疮500胶%，塑什性指数挖350菊，孔隙比捷为15膝，具有极高的热压缩性挡。第六章地绢基变形6.6地基沉降伤计算有关积问题的综师述？筒仓是喂农场用咏