土力学-第四章地基的沉降计算3教案分析.ppt

1.求某一时刻t的固结度与沉降量 Tv=Cvt/H2 St=Ut S? t * 2.求达到某一沉降量(固结度)所需要的时间 Ut= St /S? 从 Ut计算（查表）确定 Tv * 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： 已知： t1－S1 t2－S2 公式计算?，? 计算t3－S3 * 五、固结系数确定方法 固结系数 Cv为反映固结速度的指标, Cv 越大， 固结越快，确定方法有三种： 直接计算法 直接测量法 时间平方根法—经验方法 固结方程： * 1、直接计算法 k与av均是变化的 Cv在较大的应力范围内接近常数 精度较低 压缩试验? av 渗透试验? k * 2、直接测量法 压缩试验? S-t曲线 因为 Ut=90% ? Tv=0.848 由于次固结，S∞不易确定 存在初始沉降，产生误差 * S O S90 A 绘制压缩试验S-t1/2 曲线 做近似直线段的延长线交S轴于S0，即为主固结的起点，dS为的初始压缩量 从S0作直线S0A，其横坐标为直线?的1.15倍 直线S0A与试验曲线之交点A所对应的t值为t90 dS S0 ? 3、时间平方根法 * 算例分析 * 某双面排水饱和粘土层厚15m，在均匀满布荷载（P0=240kPa）作用下，土层的初始孔隙比e0=0.7，压缩系数 av=0.35MPa-1，渗透系数k=15mm/y，试求：沉降量达30cm时所需时间？ 【解答】 （1）最终总沉降的求解利用总的沉降量公式即可： （2）当沉降达到30cm时，所需要的时间就涉及到固结度的求解： * 此种情况属于双面排水的固结—时间问题： 【解答】 * 小 结 一维压缩性及其指标 地基的最终沉降量计算 饱和土体的渗流固结理论 e-p、e-lgp曲线 压缩指标 先期固结压力 原位压缩曲线及再压缩曲线 地基最终沉降量分层总和法 一维渗流固结理论 固结度的计算 有关沉降－时间的工程问题 * 算例分析 P134题4－11 * 【解答】 （b）由荷载和排水情况对照图4-27知本题属于情况2，所用的基本公式为： 条基宽度为3m，设基底下的应力为p0，则：粘土层顶面，x=0，z=2m，所以： 查表3-2，得： 粘土层底面，x=0，z=5m，所以： * 得到： 由公式有： 解之，得： * 本章作业： 4-1 4-2(a) 4-6 4-8 4-9 4-11 * * * * * 空隙体积为v1,固体体积为V2，总体积为dz，求出v1和v2 * * * * 第四章 土的变形性质 及地基沉降计算 * 一、饱和粘土的渗透固结特性 二、太沙基一维渗透固结理论 三、固结度的计算 四、与沉降－时间有关的工程问题 五、固结系数的测定 饱和粘土的渗透固结理论 * 饱和粘土： 土粒在静水或缓慢流水环境中沉积，并经化学作用形成的粘性土或粉土，通常称为软土。 特 点： 孔隙比大(e1)，含水量高(wwL)。 Mexico City clay：e =7～12，w =150～600%。 工程特性： 压缩性高，强度低，渗透性差。 饱和黏土的渗透性差，导致其地基沉降时间往往持续很长。 一、饱和粘土的渗透固结特性 * 麻省理工（MIT ）校园10号建筑物及其沉降曲线 该建筑在1915年建成后的10年中，一直以较大的速率沉降，并引起相当大的惊慌。Terzaghi于1925年首次到美国后，通过检查和分析，正确地预测出其沉降速率将逐渐减小。 实 例 * 1986年：开工 1990年：人工岛完成 1994年：机场运营 面积：546万m2 4370m×1250m 填筑量：180×106m3 平均厚度：33m 地基：15-21m厚粘土 日本关西国际机场 世界第二大人工岛 * 设计预测沉降： 　5.7－7.5 m 完工实际沉降： 　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，且不均匀 日期 测 点 及 沉 降 值（m） 1 2 3 5 7 8 10 11 12 15 16 17 平均 00-12 10.6 9.7 12.8 11.7 10.6 13.0 11.6 10.3 12.7 12.5 9.0 14.1 11.7 01-12 10.8 9.9 13.0 11.9 10.7 13.2 11.8 10.5 12.9 12.7 9.1 14.3 11.9 06-12 11.5 10.5 13.7 12.5 11.1 13.8 12.4