土力学-02-2.ppt

本节完 本节完 本节完 本节完 2. 饱和土的渗流固结 （1） 饱和土的渗流固结 孔隙水排出； 孔隙体积减小； 由孔隙水承担的压力转移到土骨架，成为有效应力。 （2） 渗流固结的力学模型 3. 单向固结理论 单向固结是指土中的孔隙水只沿竖直方向渗流，土体也只在竖向发生压缩。 （1） 单向固结微分方程及其解答 基本假设 a. 土的排水和压缩只限竖直单向。 b. 土层均匀，完全饱和。压缩过程中，渗透系数和压缩模量保持不变。 c. 附加应力一次骤加，且沿深度均匀分布。 推导过程 设单元体体积为1，则孔隙内的水量变化为 由达西定律及 故 孔隙体积的压缩量 因 故 由 得到 化简后 其中 称为土的固结系数。 引入初始条件 解 得 及边界条件 m为奇数正整数。 H为土层的最大排水距离，双面排水时取土层厚度的一半，单面排水时取土层总厚度。 为时间因子。 孔隙水压的分布 （2） 固结度 地基中一点的固结度 地基平均固结度 上式可写为 即时间为t时刻的沉降量与最终沉降量之比，并有 或 若取一项，则有 （适用于 ） 以上公式适用于双面排水附加应力线性分布的情况。 单面排水时，可按α查相应的曲线确定 4. 地基沉降与时间关系计算 例题5 已知某工程地基为饱和粘土层，厚度为8.0m，顶部为薄砂层，底部为不透水基岩。基础中点O下的附加应力：基底处240kPa，基岩顶面为160kPa。粘土地基的孔隙比 ， 。渗透系数 。求地基沉降量与时间的关系。 解： （1）计算最终沉降量 （2）固结系数计算 其中 土力学地基基础 第二章 土的压缩性与地基沉降计算 * 五、地基的最终沉降量 地基土层在建筑物荷载作用下产生的变形稳定后地基的下沉量。 两种常用计算方法 （1）分层总和法 （2）《建筑地基基础设计规范》 （GB50007－2002）推荐的方法 1. 分层总和法 计算原理 将地基土层分为若干层，分别计算出其相应的压缩量，累加后得到地基的沉降量。 假 设 （1）计算地基应力时，假设地基为均质、等向、弹性半无限体，因此可利用前述方法确定地基中的附加应力。 （3）计算地基沉降时，土层只产生竖向变形，无侧向膨胀变形，因此可直接应用压缩系数、压缩模量等指标计算土层变形。 （4）因附加应力随深度的增大而减小，故只需按一定深度内土层的压缩量计算地基的沉降，这一深度称为受压层。 （2）以基础中心点处的沉降作为基础的沉降。以倾斜方向基础两端点下的沉降计算基础的倾斜。 计算方法与步骤 （1）绘制地基土层分布图和基础剖面图。 （2）地基土层分层 a. 每层厚度不大于0.4b。 b. 不同土层的交界面应作为分层面。 c. 地下水位作为分层面。 d. 基础底面附近附加应力的变化较大，分层 厚度应小一些。 （3）计算基础底面接触压力 （4）计算基础底面附加压力 （5）计算各分层面处的自重应力 （6）计算各分层面处的附加应力 （7）确定受压层深度 ，其判断准则是 一般土 软 土 （8）计算各土层的压缩量 （9）计算地基最终沉降量 例题2 某厂房为框架结构，柱基底面为正方形，边长 l=b=4.0m，基础埋深d=1.0m。上部结构传至基础顶面的荷重P=1440kN。地基为粉质粘土，其天然重度 ，孔隙比 ，地下水位深3.4m，土的饱和重度 。土的压缩系数：地下水位以上 ，地下水位以下 。试计算柱基中点的沉降量。 解： （1）绘制地基土层分布图和基础剖面图。 （2）地基土分层 分层厚度 地下水位以上的2.4m分两层，各1.2m。第三层在地下水位以下，取为1.6m。第四层因附加应力较小，可取2.0m。 （3）计算基础底面接触压力 （4）计算基础底面附加压力 （5）计算自重应力 基础底面 地下