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3 地基应力与沉降 3?地基应力和沉降3.1?土中自重应力3.2?基底压力3.3?地基附加应力3.4?土的压缩性3.5?地基最终沉降量 应力计算时的基本假定 小 结 3.3 地基附加应力 例题 答案…1 答案…2 答案…3 3.4 土的压缩性 3.4.1 室内压缩试验及指标 压缩仪示意图 2. 土在不同压力作用下，孔隙比变化规律 3.4.2 现场载荷试验及指标 1. 载荷试验的原理 载荷试验就是在一定面积的承压板上向地基逐级施加荷载，并观测每级荷载下地基的变形特性，从而评定地基的承载力、计算地基的变形模量并预测实体基础的沉降量。 3.5 地基最终沉降量 无侧向变形条件下单向压缩量计算假设： 目前工程中广泛采用的计算地基沉降的分层总和法是以无侧向变形条件下的压缩量公式为基础的，它的基本假定是： （1）土的压缩完全是由于孔隙体积减小导致骨架变形的结果，土粒本身的压缩可忽略不计； （2）土体仅产生竖向压缩，而无侧向变形； （3）土层均质且在土层厚度范围内，压力是均匀分布的。 3 求A点下1m深处竖向附加应力szA。 A点是AcbG，AdaG两块矩形的公共角点，这两块面积相等，长度l、宽 度b均相同，故其附加应力系数Kc相同。根据l，b，z的值可得 查表，应用线性插值方法可得Kc 0.2315，所以 4 求H点下1m深度处竖向应力szH。 H点是HGbQ，HSaG，HAcQ，HAdS 的公共角点。szH是由四块面积各自引起的附加应力的叠加。对于HGbQ， HSaG两块面积，长度l宽度b均相同 查表，利用双向线性插值得Kc 0.2350 对于HAcQ，HAdS两块面积，长度l宽度b均相同 查表，得Kc 0.1350，则szH可按叠加原理求得： 3.3.2.2 矩形基底受竖直三角形分布荷载作用时角点以下的竖向附加应力 矩形面积竖直三角分布荷载角点下的应力分布系数 可查表得到 pt M 注意： （1）原点在尖点 （2）X轴正向与荷载增大方向一致 根据叠加原理，易于推得角点2下的附加应力 σz2 （Ks－Kt1）pt Kt2pt 附加应力系数Kt1，Kt2均是m l/b，n z/b的函数，已制成表3.4 ，可供直接查用。 3.3.3.1 竖直线布荷载作用下的附加应力计算 pdy布辛涅斯克解 线积分 竖直线布荷载作用下的附加应力计算－弗拉曼解 M 3.3.3.2 条形面积竖直均布荷载作用下的附加应力计算 任意点下的附加应力—F氏解的应用 p M Ksz为条形面积竖直均布荷载作用时的附加应力分布系数 K ——竖直集中荷载作用下 Kc ——矩形面积竖直均布荷载作用角点下 Kt ——矩形面积三角形分布荷载作用角点下 Ksz——条形面积竖直均布荷载作用时 K F（底面形状；荷载分布；计算点位置） 土具有压缩性 荷载作用 地基发生沉降 荷载大小 土的压缩特性 地基厚度 一致沉降 （沉降量） 差异沉降 （沉降差） 建筑物上部结构产生附加应力 影响结构物的安全和正常使用 土的特点 （碎散、三相） 沉降具有时间效应－沉降速率 研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称固结试验 三联固结仪 1. 室内压缩（固结）试验 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 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 p1 s1 e1 e0 p t e s t 测定： 轴向压缩应力 轴向压缩变形 p2 s2 e2 p3 s3 e3 试样 水槽 内环 环刀 透水石 传压板 百分表 测定：轴向应力 轴向变形 侧限压缩试验 实验室测定突地压缩性主要装置为固结仪，不能产生侧向变形，只有竖向压缩。土的压缩是由于孔隙体积的减小所致，所以土的变形常用孔隙比e表示 刚性护环 加压活塞 透水石 环刀 底座 透水石 土样 荷载 注意：土样在竖直压力作用下，由于环刀和刚性护环的限制，只产生竖向压缩，不产生侧向变形 Vv＝e0 Vs＝1 H0/ 1+e0 H0 Vv＝e Vs＝1 H1/ 1+e p H1 s 土样在压缩前后变形量为s，整个过程中土粒体积和底面积不变 土粒高度在受压前后不变 整理 其中 根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-p曲线，为压缩曲线 p e0 e p p e e-p曲线 4. 压缩系数a和压缩模量Es 压缩性不同的土，曲线形状不同，曲线愈陡，说明在相同压力增量作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土的压缩性愈高 根据压缩曲线可以得到两个压缩性指标 1 压缩系数a 2 压缩模量Es