《第五章地基变形计算.ppt

第五章 地基变形计算 第一节 概述 第二节 土的压缩性 第三节 地基最终沉降量计算 第四节 饱和土体渗透固结理论 第五节 地基容许沉降量和减小 沉降危害的措施 本章教学目的 1.理解地基变形的原因和计算目的，记住地基最终沉降量的概念； 2.理解土体压缩变形的本质； 3.熟悉侧限压缩试验的仪器设备、试验原理、试验成果图的绘制和物理意义； 4.理解并记住压缩系数、压缩指数、压缩模量和变形模量的名称、表示符号、定义表达式、单位和物理意义； 5.理解并记住前期固结压力、超固结比的定义和物理意义； 6.了解前期固结压力的确定方法； 7.掌握单向分层总和法和《规范法》计算地基最终沉降量的方法； 8.理解并记住固结度、平均固结度的定义； 9.掌握沉降与时间关系的计算； 9.记住地基容许沉降量的含义，理解减小沉降危害的相关措施。 1.地基变形原因：主要由建筑物荷重产生的 附加应力而引起； 2.地基变形特征：沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜； 3.地基变形计算的目的：在于确定建筑物可能出现的最大沉降量和沉降差，为建筑物设计或地基处理提供依据。 4.地基变形计算方法：实用计算，只考虑最基本的情况，忽略次要因素，在一系列假定简化的条件下进行的。 5. 地基最终沉降量：指在外荷载作用下地基土层被压缩达到稳定时基础底面的沉降量，常简称地基变形量（或沉降量）。 6.在地基变形计算中，还需要知道地基沉降与时间的关系，计算不同时间的沉降量。 7.地基产生变形是因为土体具有可压缩的性能。 变形模量E指土在无侧限压缩条件下，压应力与相应的压缩应变之比，单位也是MPa。 四、土的前期固结压力和 天然土层的固结状态 第三节 地基最终沉降量计算 地基最终沉降量：地基土在建筑物荷载作用下，变形完全稳定时基底的最大竖向位移。 地基最终沉降量的计算方法：单向分层总和法和《建筑地基基础设计规范》推荐方法。 （一）基本假设 1.地基是均质、各向同性的半无限线性变形体，可按弹性理论计算土中应力； 2.在压力作用下，地基土不产生侧向变形，可采用室内侧限压缩试验得的压缩性指标计算沉降量； 3.只考虑竖向附加应力使土层压缩产生的地基沉降。 （二）基本原理 分层总和法就是采用土层一维压缩变形量的基本计算公式，利用室内压缩曲线成果，分别计算基础中心点下地基中各分土层的压缩变形量，最后将各分土层的压缩变形量总和起来。 （五）计算步骤 1）划分土层 各天然土层界面和地下水位必须作为分层界面； 各分层厚度必须满足： Hi≤0.4B 2）计算基底附加压力 p0 = p - γD 3）计算各分层界面的σsz和σz，绘制应力分布曲线 4）确定压缩层厚度 满足σz=0.2σsz的深度点可作为压缩层的下限 对于软土则应满足σz=0.1σsz 如某一深度以下都是压缩性很小的岩土层，则受压层只计算到这些地层的顶面即可。 按各分层的p1i和p2i在e-p曲线上查取相应的孔隙比或确定a、Es 等其它压缩性指标 根据不同的压缩性指标，选用公式(5-15) 、(5-16)计算各分层的沉降量Si 按公式(5-17)计算总沉降量S 建筑沉降观测值与单向分层总和法计算结果对比： 坚硬地基，分层总和法计算的沉降量比实测值显著偏大 软弱地基，计算值比实测值显著偏小 原因： 分层总和法的假定条件与实际不符 取土样与实验环节上的影响 没考虑地基基础与上部结构的共同作用 （二）计算步骤 划分土层 各天然土层界面和地下水位必须作为分层界面；各分层厚度必须满足 Hi≤0.4B 计算基底附加压力 p0 = p - γD 计算各分层界面的σsz和 σz；绘制应力分布曲线 确定压缩层厚度 三、例题分析 【解答】 （1）已知固结度Ut求相应的时间t和沉降量St ①查Ut-Tv据关系图表，确定Tv。 ②根据已知土层的 k、a、e、H值计算 Cv和S∞。 ③根据 计算St 、根据 计算t。 （3）已知某时间t，求相应的固结度Ut和沉降量St ①根据已知土层的 k、a、e、H值计算 Cv和S∞。 ②根据Cv值和t值，根据 计算Tv 。 ③查Ut-Tv据关系图表，确定Ut。根据 计算St 。 复习要点 压缩定律； 压缩系数、压缩指数、压缩模量、变形模量等的概念； 前期固结压力的概念； 超固结比的概念、如何判断天然土层的固结状态