第6章地基变形课件.ppt

（2）压缩层计算深度Zn的确定 （6-18） A. 由”变形比”确定。zn满足 B. 无相邻荷载影响，b=1~30m， 有较厚的硬粘土层，其e＜0.5，Es＞50Mpa；或 有较厚的密实砂卵石层，Es＞80Mpa时，Zn取至该土层顶面 C. Zn范围内有基岩时，Zn取至基岩顶面 表6-3 2、分层总和法规范修正公式 基础最终沉降量 一、分层总和法计算最终沉降量 * （3）沉降计算经验系数Ψs的确定 根据地区沉降经验确定 查表 2、分层总和法规范修正公式 基础最终沉降量 一、分层总和法计算最终沉降量 * 正常固结土 欠固结土 基础最终沉降量 二、考虑应力历史的地基沉降计算 * 超固结土 基础最终沉降量 二、考虑应力历史的地基沉降计算 * * 要回答的问题: 达到最终沉降所需的时间 经某一段时间的沉降量 达到某一沉降量所需的时间 基本概念： 粒间应力（interparticle stress）由骨架颗粒间接触点传递的应力。 有效应力（effective stress）指这种对土体的变形和强度变化有效 的 粒间应力。 孔隙水压力（pore water pressure）由孔隙水传递的应力，它不能 直接引起土体的变形和强度变化，又称为中性压力。它不 随时间而变化。 超静孔隙水压力（excess pore water pressure）由外荷引起的超出 静水位以上的那部分孔隙水压力。 地基变形与时间的关系 一、饱和土中的有效应力 * 土 ＝ 孔隙水 固体颗粒骨架 + 三相体系 对所受总应力，骨架和孔隙流体如何分担？ 孔隙气体 + 总应力 总应力由土骨架和孔隙流体共同承受 它们如何传递和相互转化？ 它们对土的变形和强度有何影响？ 受外荷载作用 Terzaghi （1923） 有效应力原理 固结理论 土力学成为独立的学科 孔隙流体 地基变形与时间的关系 一、饱和土中的有效应力 * 1. 有效应力原理 PS PSV a a PS A： Aw： As： 土单元的断面积 颗粒接触点的面积 孔隙水的断面积 a-a断面通过土颗粒的接触点 有效应力σ’ a-a断面竖向力平衡： u：孔隙水压力 6-48a 地基变形与时间的关系 一、饱和土中的有效应力 * 1、饱和土体内任一平面上受到的总应力可分为有效应力和孔隙水压力两部分，两者之间的关系总满足： 2、土的压缩变形和强度变化都只取决于有效应力的变化。 Terzaghi有效应力原理要点 1. 有效应力原理 地基变形与时间的关系 一、饱和土中的有效应力 * 2. 土中水渗流时的土中有效应力 1. 自重应力情况 (1) 静水条件 地下水位 地下水位下降引起σ’ 增大的部分 H1 H2 σ’=σ-u u=γwH2 u=γwH2 σ’=σ-u =γH1+γsatH2-γwH2 =γH1+(γsat-γw)H2 =γH1+γ’H2 地下水位下降会引起σ’增大，土会产生压缩，这是城市抽水引起地面沉降的一个主要原因。 地基变形与时间的关系 一、饱和土中的有效应力 * 海洋土 (1)静水条件 γwH1 γwH1 σ’=σ-u =γwH1+γsatH2-γwH =γsatH2-γw(H-H1) =(γsat-γw)H2 =γ’H2 2. 土中水渗流时的土中有效应力 地基变形与时间的关系 一、饱和土中的有效应力 * 毛细饱和区 (1)静水条件 毛细饱和区 总应力 孔隙水压力 有效应力 ＝ － + - 2. 土中水渗流时的土中有效应力 地基变形与时间的关系 一、饱和土中的有效应力 * H Δh 砂层，承压水 粘土层 γsat H Δh 砂层，排水 γsat (2) 稳定渗流条件 向上渗流 向下渗流 2. 土中水渗流时的土中有效应力 地基变形与时间的关系 一、饱和土中的有效应力 * (2) 稳定渗流条件 土水整体分析 A 向上渗流: 向下渗流: H Δh 砂层，承压水 粘土层 γsat 渗流压密 渗透压力: 思考题：水位骤降后，原水位到现水位之间的饱和土层用什么容重？ 2. 土中水渗流时的土中有效应力 地基变形与时间的关系 一、饱和土中的有效应力 * 取土骨架为隔离体 A 向上渗流: 向下渗流: H Δh 砂层，承压水 粘土层 γsat 自重应力: 渗透力: 渗透力产生的应力: 渗透力产生有效应力 (2) 稳定渗流条件 2. 土中水渗流时的土中有效应力 地基变形与时间的关系 一、饱和土中的有效应力 * 3. 饱和土固结时的土中有效应力 实践背景：大面积均布荷载 不透水岩层 饱和压缩层 p σz=p p 侧限应力状态 地基变形与时间的关系 一、饱和土中的有效应力 * 物理模型 钢筒——侧限条件，代表土体 弹簧——土骨架，其刚度代表土的压缩