第四章1 地基沉降概述、土的压缩性

第四章土的压缩性与地基沉降的计算§4.1地基沉降概述§4.2土的压缩性§4.3地基沉降量计算§4.4地基沉降随时间变化的计算§4.5地基容许沉降量与减少沉降的措施本章知识要点：土的压缩性、压缩试验、压密定律、土体压缩性的判定，土体压缩量的计算分层总和法计算地基沉降量规范法计算地基沉降量固结度的概念及计算3关西国际机场世界最大人工岛1986年：开工1990年：人工岛完成1994年：机场运营面积：4370m×1250m填筑量：180×106m3平均厚度：33m地基：15-21m厚粘土4关西国际机场设计时预测沉降：

5.7－7.5m完成时实际沉降：

8.1m，5cm/月

(1990年)预测主固结完成：

20年后比设计超填：

3.0m问题：沉降大且有不均匀沉降日期测点及沉降值（m）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第一节地基沉降概述2.地基变形的组成建筑物荷载地基地基变形建筑物基础亦随之沉降。附加应力1.地基变形的产生过程瞬时沉降Si

：加荷瞬时仅由土体的形状变化产生的沉降;固结沉降Sc

：由于土体排水压缩产生的沉降;次固结沉降Ss

：由于土体骨架蠕变产生的沉降.沉降:在附加应力作用下，地基土产生体积缩小，从而引起建筑物基础的竖直方向的位移（或下沉）沉降差：如果地基土各部分的竖向变形不相同，则在基础的不同部位会产生沉降差值，使建筑物基础发生不均匀沉降地基沉降计算目的：地基的沉降或不均匀沉降超容许值，将引起建筑物的下沉过大、建筑物出现裂缝、扭曲或倾斜，将会影响建筑物的正常使用，严重时还将危及建筑物的安全。7土体土的压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性1.土体压缩的组成（1）土颗粒本身的压缩；（2）孔隙中水、气体的压缩；（3）土中水和气体的所占据体积的减小渗透特性强度特性变形特性第二节

土的压缩性一.土体压缩性的基本概念土体压缩的主要原因：水和气体体积的减小2.渗透固结饱和土体由于水被挤出，使土变得紧密的过程称为渗透固结，亦称为主固结。3.两种压力饱和土中任一点总压应力是该点有效应力和孔隙水压力之和。9固结容器示意图测定土样在各级压力作用下稳定后变形量1.侧限压缩试验二.压密定律与压缩模量水槽护环环刀透水石试样传压板百分表滤纸10施加荷载，静置至变形稳定逐级加大荷载试验结果：试验方法P1s1e1e0PtestP2s2e2P3s3e3(2)孔隙比的计算侧限压缩试验横截面不变土颗粒高度土样天然孔隙比01002003004000.60.70.80.91.0e(3)压缩曲线土样在各级压力pi下孔隙比ei，其中hi=H-si压密定律：在侧限条件下，压力变化不大时，土中孔隙比的变化与所加压力的变化成正比。a为压缩系数,单位MPa-1土的压缩性分类压缩系数

（MPa-1）高压缩性土a0.1-0.2≥0.5中压缩性土0.1≤a0.1-0.2

＜0.5低压缩性土a0.1-0.2

≤0.1ep2e1e2M1M2p1pep土的压缩性根据压缩曲线比较土体压缩性的高低结论：压缩曲线愈陡，土的压缩性愈高；压缩曲线愈缓，土的压缩性愈低。曲线A压缩性＞曲线B压缩性ep曲线A曲线Be0AepeAeB0e0B△eA＞△eB4.压缩模量Es在有侧限（无侧向膨胀）的条件下，土的所受的压应力与相应的竖向应变之比值，常用单位Mpa土的压缩性分类压缩系数

（MPa-1）压缩模量

（MPa）高压缩性土a0.1-0.2≥0.5Es0.1-0.2＜4中压缩性土0.1≤a0.1-0.2

＜0.54≤

Es0.1-0.2≤15低压缩性土a0.1-0.2

≤0.1Es0.1-0.2＞15土的压缩性2.土体压缩量的计算p2Vv２Vsh2AVv１Vsh１p1△s荷载P1时荷载P2时土粒体积在压缩过程中不变将h2用h1代替ep2e1e2p1p根据压缩系数计算土体压缩量ep2e1e2p1pa若已知压力P1至P2段压缩系数a代入若压力P1为修建建筑物前土层平均自重应力，P2为修建建筑物后土层平均总应力，则根据压缩模量计算土体压缩量ep2e1e2p1p若已知压力P1至P2段压缩模量Es若则土样的压缩量为：【例题】一土层厚2m，若已知修建建筑物之前作用于该土层的平均自重应