第6章 地基变形解析.ppt

6.1 概述 6.2 地基变形的弹性力学公式 6.3 基础最终沉降量（重点） 6.4 路基的沉降与位移（不讲） 6.5 地基变形与时间的关系（重点） （4）大面积堆载情况 例题 针对压力增量的大小不同分为两种情况 土体在外荷作用下的压缩过程与时间有关 工程设计中，我们不但需要预估建筑物基础可能发生的最终沉降量，而且还常常需要预估建筑物基础达到某一沉降量所需的时间或者预估建筑物完工后经过一段时间可能产生的沉降量 有效应力原理阐明了土体与连续固体材料在应力-应变关系的重大区别，是土力学成为一门独立学科的重要标志。由于土体的压缩只与有效应力有关，因此研究地基变形就必须研究土体的有效应力问题。 饱和土中的孔隙水压力 孔隙水压力：饱和土体中由孔隙水来承担或传递的应力定义为孔隙水压力，常用u表示。 饱和土中的有效应力 有效应力：通过粒间接触面传递的应力称为有效应力，只有有效应力才能使得土体产生压缩（或固结）和强度。 把研究平面内所有粒间接触面上接触力的法向分力之和除以所研究平面的总面积所得的平均应力来定义有效应力 由渗流或荷载引起的超过静水位的孔隙水压力称为超静孔隙水压力 对于稳定渗流，由于水头是常数，因而超孔隙水压力将不随时间变化 对于荷载引起的超孔隙水压力，将随时间而变化，其变化规律仍然服从有效应力原理。 土体受固结应力（附加应力）作用而引起的土中有效应力增加值，成为附加有效应力。 附加有效应力、超孔隙水压力、固结应力的转化规律服从有效应力原理。 6.6.1 建筑物的地基变形允许值 减少地基沉降的措施 (1) 不良地基土改良。 (2) 减少基础地面附加应力。 曲线①：固结应力均匀分布 曲线②：固结应力正三角形分布 曲线③：固结应力倒三角形分布 对数坐标 （1）单面排水时土层平均固结度 三种基本固结应力分布形式平均固结度的关系 §6.5 地基变形与时间的关系 §6.5.3 地基固结度（degree of consolidation） ④固结应力为正梯形分布 利用叠加方法 2、荷载一次瞬时施加情况的地基平均固结度 （1）单面排水时土层平均固结度 §6.5 地基变形与时间的关系 §6.5.3 地基固结度（degree of consolidation） 2、荷载一次瞬时施加情况的地基平均固结度 ⑤固结应力为倒梯形分布 利用叠加方法 （1）单面排水时土层平均固结度 单面排水总结 （1）单面排水时土层平均固结度 §6.5 地基变形与时间的关系 §6.5.3 地基固结度（degree of consolidation） 2、荷载一次瞬时施加情况的地基平均固结度 双面排水总结 无论固结应力为何种分布形式，全部采用均匀分布固结应力（即α=1）对应的固结度~时间因子关系曲线，但要注意H 的确定。 （2）双面排水时土层平均固结度 （3）土层平均固结度~时间因子 通用关系曲线 §6.5 地基变形与时间的关系 §6.5.3 地基固结度（degree of consolidation） 2、荷载一次瞬时施加情况的地基平均固结度 3、一级或多级等速加载情况的地基平均固结度（略） §6.5 地基变形与时间的关系 §6.5.3 地基固结度（degree of consolidation） §6.5 地基变形与时间的关系 §6.5.3 地基固结度（degree of consolidation） 一定要注意单位的协调！！ 一定要注意单位的协调！！ 一定要注意单位的统一！！ 土中某单位面积（包括土颗粒与孔隙）上的平均压应力。 通过土颗粒传递的粒间应力。 通过孔隙中的水、气传递的压应力。 孔隙压力 总应力 有效应力 §6.5 地基变形与时间的关系 §6.5.1 饱和土中的有效应力 1、有效应力原理 孔 隙 压 力 孔隙气压力（饱和土不存在） 孔隙水压力 u 静水压力 （静止孔隙水压力） 超静水压力 （超静孔隙水压力） 孔隙水压力的特性与通常的静水压力一样，方向始终垂直于作用面，任一点的孔隙水压力在各个方向是相等的。 §6.5 地基变形与时间的关系 §6.5.1 饱和土中的有效应力 1、有效应力原理 §6.5 地基变形与时间的关系 §6.5.1 饱和土中的有效应力 1、有效应力原理 饱和土的有效应力原理 §6.5 地基变形与时间的关系 §6.5.1 饱和土中的有效应力 1、有效应力原理 当总应力保持不变时，孔隙水压力和有效应力可以相互转化，即孔隙水压力减小（增大）等于有效应力的等量增加（减小） §6.5 地基变形与时间的关系 §6.5.1 饱和土中的有效应力 2、土中水渗流时的土中有效应力 ①静水条件下 §6.5 地基变形与时间的关系 §6.5.1 饱和土中的有效应力 2、土中水渗流时的土中有效应力 ②自上向下渗流时