第五章地基沉降案例.ppt

第5章 地基沉降 The settlement of foundation ; 土体在自身重力、建筑物荷载、交通荷载或其他因素(如地下水渗流、地震等)的作用下，均可产生土中应力。 土中应力将引起土体或地基的变形，使土工建筑物(如路堤、土坝等)或建筑物(如房屋、桥梁、涵洞等)发生沉降、倾斜以及水平位移。 土体或地基的变形过大时，往往会影响路堤、房屋和桥梁等的正常使用。土中应力过大时，又会导致土体的强度破坏，使土工建筑物发生土坡失稳或使建筑物地基的承载力不足而发生失稳。 因此在研究土的变形、强度及稳定性问题时，都必须把握土中应状态，土中应力的计算和分布规律是土力学的基本内容之一。 由于建筑物荷载差异和地基不均匀等原因，基础或路堤各部分的沉降或多或少总是不均匀的，使得上部结构或路面结构之中相应地产生额外的应力和变形。地基不均匀沉降超过了一定的限度，将导致建筑物的开裂、歪斜甚至破坏.; 根据竖向集中应力作用下的布辛奈斯克解 正应力： 剪应力： 位移：; 竖向集中力p作用在弹性半空间表面时半空间内任意点M(x,y,z)处产生的竖向位移w(x,y,z)的解答。如取M点坐标 z=0，则所得的半空间表面任意点竖向位移w(z,y,0)就是地基表面的沉降s (图5-8); 对于局部柔性荷载作用下的地基沉降，则可利用上式，根据叠加原理求得 如图所示，设荷载面A内任意点N(ξ,η)点处的分布荷载为p (ξ,η)，则该点微 积dξdη射v上的分布荷载可由集中力P=p0 (ξ,η) dξdη代替。于是，地面上竖向集中力作用点相距为 M(x，y)点的沉降s(x,y)，可按式(6-1)积分求得： 针对均布矩形荷载; 分层总和法计算地基的最终沉降量是在地基沉降计算抹度范围内划分为若干分层，计算各分层的压缩量，然后求其总和。 地基沉降计算深度是指自基础底面向下需要计算压缩变形所达到的深度，亦称地基压缩层深度。该深度以下上层的压缩变形值小到可以忽略不计。 计算时应先按基础荷载、基底形状和尺寸以及土的有关指标求得土中应力的分布(包括基底附加压力、地基中的自重应力和附加应力)。 分层总和法单向压缩基本公式，通常假定地基土压缩时不考虑侧向变形，采用侧限条件下的压缩性指标，适用于可压缩土层位于两层坚硬密度土之间或在大面积荷载作用时的沉降计算。 ; 如图所示薄压缩层地基，下卧层为不压缩 层，且埋藏较浅，其上覆可压缩土层的厚度H小 于基底宽度b的1/2时，由于基础底面和不可压 缩层顶面的摩阻力对可压缩土层的限制作用， 土层压缩时只出现很少的侧向变形，因而认为 它与固结仪中土样的受力和变形条件很相近。 地基的最终沉降量s，就可直接利用式(4-5c) 以s 代替式中的ΔH，以H代替H1，即得： ;5.3.1 按分层总和法计算最终沉降量; 计算地基最终沉降量 s 的分层总和法单向压缩基本公式如下： 式中 Δsi——第i分层土的压缩量； ?i——第i分层土的压缩应变 Hi——第i分层土的厚度。 因为： 所以：;5.3.1 按分层总和法计算最终沉降量;5.3.1 按分层总和法计算最终沉降量;5.3.1 按分层总和法计算最终沉降量;5.3.1 按分层总和法计算最终沉降量;5.3.1 按分层总和法计算最终沉降量;5.3.1 按分层总和法计算最终沉降量;5.3.1 按分层总和法计算最终沉降量; (6)地基沉降计算深度的确定。 按σz=0.2σc 确定深度的下限： 7m深处 0.2σc=0.2×115＝23kPa，σz=27＞23kPa(不够)； 8m深处 0.2σc =0.2×125=25kPa， σc=23＜25kPa(可以)。 (7)地基各分层沉降量的计算。 例如，0-1分层： 其余各分居的计算结果列于表5-l。 (8)计算基础甲的最终沉降量，从表5-1中得;5.3.1 按分层总和法计算最终沉降量;