土力学——土体变形和沉降计算.ppt

1、求某一时刻t的固结度与沉降量 2、求达到某一固结度所需要的时间 3、根据前一阶段测定的沉降－时间曲线，推算以后的沉降－时间关系 1、求某一时刻t的固结度与沉降量 2、求达到某一沉降量(固结度)所需要的时间 3、根据前一阶段测定的沉降－时间曲线，推算以后的沉降－时间关系 对于各种初始应力分布，固结度均可写成： 要点小结： ① 准备资料 ② 应力分布 ③ 沉降计算 建筑基础（形状、大小、重量、埋深） 地基各土层的压缩曲线 ? 原状土压缩曲线 计算断面和计算点 确定计算深度 确定分层界面 计算各土层的?szi，?zi 计算各层沉降量 地基总沉降量 自重应力 基底压力?基底附加应力 附加应力 ④ 结果修正 §4土的压缩性与地基沉降计算 §4.3 地基的最终沉降量计算 二、地基最终沉降量分层总和法 三. 地基沉降计算的若干问题 §4土的压缩性与地基沉降计算 §4.3 地基的最终沉降量计算 3、单向分层总和法的评价 2、砂性土地基的沉降计算 1、粘土地基的沉降量计算 1、粘土地基的沉降量计算 三. 地基沉降计算的若干问题 §4土的压缩性与地基沉降计算 §4.3 地基的最终沉降量计算 自学 （详见讲义P27-31） 2、砂性土地基的沉降计算 砂性土地基的沉降速率比较快，大部分沉降在施工期间便完成，运用期沉降量一般不会很大。 3、单向分层总和法的评价 可计算多层地基； 可计算不同形状基础、不同分布的基底压力； 参数的试验测定方法简单； 已经积累了几十年应用的经验，适当修正。 （1）基本假定： （2）优 点： 三. 地基沉降计算的若干问题 §4土的压缩性与地基沉降计算 §4.3 地基的最终沉降量计算 较多 相差比较大 （3）精度： ①欧美 ②可判定原状土压缩曲线 ③区分不同固结状态 ④计算结果偏大 （4）e- σ′曲线与e-lg σ′曲线的对比： ①原苏联 ②无法确定现场土压缩曲线 ③不区分不同固结状态 ④计算结果偏小 e-σ′ e-lgσ′ §4土的压缩性与地基沉降计算 §4.1 变形特性测试方法 §4.2 一维压缩性及其指标 §4.3 地基的最终沉降量计算 §4.4 饱和土体的渗流固结理论 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土的压缩性与地基沉降计算 关西国际机场 设计时预测沉降： 　5.7－7.5 m 完成时实际沉降： 　8.1 m，5cm/月 　　(1990年) 预测主固结完成： 　20年后 比设计超填： 　 3.0 m 问题： 沉降大且有不均匀沉降 11.9 14.3 9.1 12.7 12.9 10.5 11.8 13.2 10.7 11.9 13.0 9.9 10.8 01-12 11.7 14.1 9.0 12.5 12.7 10.3 11.6 13.0 10.6 11.7 12.8 9.7 10.6 00-12 平均 17 16 15 12 11 10 8 7 5 3 2 1 测 点 及 沉 降 值（m） 日期 §4土的压缩性与地基沉降计算 重点： 一维渗流固结 沉降与时间之间的关系：饱和土层的渗流固结 固结沉降的速度 ？ 固结沉降的程度 ？ 问题： §4土的压缩性与地基沉降计算 §4.4 饱和土体的渗流固结理论 不可压缩层 可压缩层 p §4土的压缩性与地基沉降计算 §4.4 饱和土体的渗流固结理论 一、一维渗流固结理论（Terzaghi渗流固结理论） 二、固结度的计算 四、固结系数的测定 五、多维渗流固结理论简介 三、有关沉降－时间的工程问题 实践背景：大面积均布荷载 p 不透水岩层 饱和压缩层 σz=p p 侧限应力状态 一、一维渗流固结理论（Terzaghi渗流固结理论） §4.4 饱和土体的渗流固结理论 §4土的压缩性与地基沉降计算 1、物理模型 2、数学模型 （1）基本假定 （2）基本变量 （3）建立方程 3、问题求解 固结系数 时间因数 （1）求解思路 （2）初始、边界条件 （3）微分方程的解 1、物理模型 §4.4 饱和土体的渗流固结理论 §4土的压缩性与地基沉降计算 p p p 附加应力:σz=p 超静孔压: u = σz=p 有效应力:σ’z=0 渗流固结过程－变形逐渐增加 附加应力:σz=p 超静孔压: u p 有效应力:σ’z0 附加应力:σz=p 超静孔压: u =0 有效应力:σ’z=p 一、一维渗流固结理论 2、数学模型 一、一维渗流固结理论 §4.4 饱和土体的渗流固结理论 §4土的压缩性与地基沉降计算 ①土层均匀且完全饱和； ②土颗粒与水不可压缩； ③变形是单向压缩（