第4章 土的压缩与固结.pptVIP

第四章 土的压缩与固结;4-1 概 述;土具有压缩性;工程实例;由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触;修建新建筑物：引起原有建筑物开裂;高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除;4-2 土的压缩特性 ;4-2 土的压缩特性 ;4-2 土的压缩特性 ;二、单向固结模型;;饱和土体在某一压力作用下的固结过程就是土体中各点超静孔隙水应力不断消散、附加有效应力相应增加的过程 或者说超静孔隙水应力逐渐转化为有效应力的过程而在转化过程中任一时刻任一深度处的应力始终遵循有效应力原理。;（一）室内固结试验与压缩曲线;（一）室内固结试验与压缩曲线;;;（二）压缩系数;4-2 土的压缩特性 ;土的类别;（三）压缩指数与回弹再压缩指数;4-2 土的压缩特性 ;e;体积压缩系数mV：土体在单位应力作用下单位体积的体积变化;（四）其它压缩性指标;变形模量E ：土体在无侧限条件下应力与应变之比。相当于理想弹性体的弹性模量，但由于土体不是理想弹性体，故称为变形模量，常用于瞬时沉降的估计。E的大小反映了土体抵抗弹塑性变形的能力。;（四）其它压缩性指标;（四）其它压缩性指标;（四）其它压缩性指标;;应力历史：土体在历史上曾经受到过的应力状态。;（五）应力历史对粘性土压缩性的影响;z;;;4-3 单向压缩量公式 ;二、单向压缩量公式;4-3 单向压缩量公式 ;4-4 地基沉降计算的e～p曲线法 ;实际计算地基土的压缩量时，只须考虑某一深度范围内内土层的压缩量，这一深度范围内的土层就称为“压缩层”。 对于一般粘性土，当地基某深度的附加应力σz 与自重应力σs之比等于0.2时，该深度范围内的土层即为压缩层；对于软粘土，则以σz / σs=0.1为标准确定压缩层的厚度。;二、用e~p曲线法计算地基的最终沉降;（5）按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力； (也可直接计算各土层中点处的自重应力及附加应力);4-4 地基沉降计算的e～p曲线法 ;4-4 地基沉降计算的e～p曲线法 ;【例题4－1】有一矩形基础放置在均质粘土层上，如图（a）所示。基础长度L=10m，宽度B=5m，埋置深度d=1.5m，建筑物荷载和基础自重之和为FV=10000kN。地基土的天然湿重度为20kN/m3，饱和重度21kN/m3，土的压缩曲线如图（b）所示。若地下水位距基底2.5m，试求基础中心点的沉降量。;【解】 （1）由L/B=10/5=210可知，属于空间问题，且为中心荷载，所以基底压力为 p=FV/(L×B)=10000/(10×5)＝200kPa 基底净压力为 pn=p-γd=200-20 ×1.5＝170kPa;（3）求各分层面的自重应力（注意：从地面算起）并绘分布曲线 σs0= γd=20 ×1.5=30kPa σs1= σs0 +γH1=30+20 ×2.5=80kPa σs2= σs1 +γˊH2=80+(21-9.8) ×2.5=108kPa σs3= σs2 +γˊH3=108+(21-9.8) ×2.5=136kPa σs4= σs3 +γˊH4=136+(21-9.8) ×2.5=164kPa σs5= σs4 +γˊH5=164+(21-9.8) ×2.5=192kPa;（4）求各分层面的竖向附加应力并绘分布曲线。; 在第4点处有σz4/ σs4＝0.1950.2，所以，取压缩层厚度为10m。;（6）计算各分层的平均自重应力和平均附加应力。 各分层的平均自重应力和平均附加应力计算结果见下表。;（8）计算地基的沉降量。;4-5 地基沉降计算的e～lgp曲线法 ;要考虑三种不同应力历史对土层压缩性的影响，必须先解决下列两个问题：;（一）室内压缩曲线的特征;（2）不管试样的扰动程度如何，当压力较大时，它们的压缩曲线都近乎直线，且大致交于C点，而C点的纵坐标约为0.42eo，eo为试样的初始孔隙比；;0.42e0;（4）卸荷点在再压缩曲线曲率最大的点右下侧。;;a. 超固结土;;;（1）选择沉降计算断面和计算点，确定基底压力； （2）将地基分层； （3）计算地基中各分层面的自重应力及土层平均自重应力； （4）计算地基中各分层面的竖向附加应力及土层平均附加应力； （5）用卡萨格兰德方法根据室内压缩曲线确定前期固结应力；判定土层是属于正常固结土、超固结土或欠固结土；推求现场压缩曲线； （6）对正常固结土、超固结土和欠固结土分别用不同的方法求各分层的压缩量，然后将各分层的压缩量累加得总沉降量，即S=∑Si 。;（一）正常固结土的沉降计算;（二）超固结土的沉降计算;（二）超固结土的沉降计算