第五章土的压缩性与地基沉降讲述.ppt

土的固结过程中某一时间t的固结沉降量s1与固结稳定的最终沉降量s之比 饱和土的渗透固结 饱和土的渗透固结过程 渗透固结力学模型 饱和粘性土地基沉降的三个阶段 固结系数 初始条件 边界条件 双面排水 饱和土的渗透固结 时间因子： 无量纲 H的确定： 双面排水时，取粘土层厚度的一半。 单面排水时，取粘土层的厚度。 固结度 饱和土的渗透固结 饱和土的渗透固结 固结度与时间因素的关系图 土力学地基基础 * 第五章 土的压缩性和地基沉降 地基的沉降及不均匀沉降 墨西哥城 著名的比萨斜塔 意大利 第五章 土的压缩性和地基沉降 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 均匀沉降 （沉降量） 不均匀沉降 （沉降差） 影响结构物的安全和正常使用 沉降具有时间效应－固结 第五章 土的压缩性和地基沉降 土压缩的原因 固体土颗粒本身被压缩 土空隙中水及封闭气体被压缩 水和气体从孔隙中被挤出 土体在压力作用下体积减小的特性 什么是土的压缩性？ 第五章 土的压缩性和地基沉降 水槽 内环 环刀 透水石 试样 传压板 百分表 逐级施加荷载，至变形稳定 测定： 竖向压应力 竖向变形 试验结果： 室内压缩试验与压缩性指标 第五章 土的压缩性和地基沉降 Vv＝e0 Vs＝1 h0/(1+e0) h0 V’v＝ei Vs＝1 hi/(1+e) p hi si 土粒体积、横截面在受压前后保持不变 其中 压缩试验结果整理 第五章 土的压缩性和地基沉降 e0 e p pi e-p压缩曲线 e-p曲线 e - p曲线 e - lgp曲线 压缩试验结果曲线 ei 100 1000 0.6 0.7 0.8 0.9 e e-lgp压缩曲线 e-lgp曲线 第五章 土的压缩性和地基沉降 压缩曲线 侧限压缩性指标：压缩系数a p1 p2 e1 e2 M1 M2 e0 e p e-p曲线 △p △e β （MPa-1） 实际工程中，往往用割线斜率表示 0.1 低压缩性土 0.1～0.5 中压缩性土 ≥0.5 高压缩性土 a1-2 (MPa-1) 土的类别 《规范》用p1＝100kPa、 p2＝200kPa对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性 第五章 土的压缩性和地基沉降 100 1000 0.6 0.7 0.8 0.9 e Cc 1 侧限压缩性指标：压缩指数Cc e-lgp曲线 第五章 土的压缩性和地基沉降 土在完全侧限条件下竖向应力与相应的应变增量的比值。 侧限压缩模量单位： Mpa， Kpa ≤4 高压缩性土 4～15 中压缩性土 ≥15 低压缩性土 ES (MPa-1) 土的类别 侧限压缩性指标：压缩模量Es 第五章 土的压缩性和地基沉降 地基土现场载荷试验图 反力梁 千斤顶 基准梁 荷载板 百分表 1－承压板 2－千斤顶 3－百分表 4－平台 5－支墩 6－堆载 土的压缩性原位测试 第五章 土的压缩性和地基沉降 试验加荷标准： 1）加荷等级应不小于8级，最小加荷量不应小于设计荷载的2倍； 2）每级加荷后，按间隔10、10、10、15、15min，以后为每30min读一次沉降量，沉降量＜0.1mm/h认为稳定可以加下一次荷载； 3）除第一次，其后每次加荷，对松软土10～25kPa，对坚硬土50kPa。凭观测累计荷载下的沉降量s，直到达到以下状况终止加载： 荷载试验p～S曲线 o Pcr Pu P S1 ar b c s 土的压缩性原位测试 第五章 土的压缩性和地基沉降 天然土层应力历史 根据土的先（前）期固结压力pc与现有土层自重应力p1之比，可把天然土层划分为三种固结状态。 正常固结状态 超固结状态 欠固结状态 超固结比： 应力历史对地基沉降的影响 应力历史对地基沉降的影响 曲率半径最小的一点A 过A点作水平线A1 过A点作切线A2 作∠1A2平分线A3 直线段延长线与A3相交于B B点对应的有效应力即为先期固结压力 先期固结压力pc的确定 应力历史对地基沉降的影响 考虑应力历史影响的地基最终沉降计算 正常固结土 确定pc 作e0线与pc相交于b点 作e=0.42e0线得c点 应力历史对地基沉降的影响 超固结土 确定pc 确定b1点 过b1作fg平行线，与pc相交于b点 回弹在压缩曲线 确定c点 （1）△p＞pc－p1的各分层总沉降量： （2）△p≤pc－p1的各分层总沉降量： （3）总沉降量： 应力历史对地基沉降的影响 欠固结土 按正常固结土方法求得原始压缩曲线 土自重应力继续固结沉降 地基附加应力引起沉降 不可压缩层 可压缩层 σz=p p 地基表面的竖向变形，称为地基沉降，或基础沉降。 地基沉降计算 最终沉降量S∞的计算 t?∞时地基最终沉降稳定以后的最大沉降量。 所用知识：土的压缩