上海交大 土力学 PPT课件2.ppt

　　如下图所示正常固结粘土地基，其基本物理力学指标为：含水量58%，比重2.71，重度18.5kN/m3，孔隙比1.0440，固结系数1.75×10-7m2/s，变形模量6.0×103kPa，泊松比0.5，次压缩系数0.005，中心沉降影响系数1.24。今在地基表面有80kPa的4m×5m均布矩形荷载。试计算该土层在荷载中心点处20年时的地面沉降；该地基固结沉降有无极限？若有，是多少？若没有，请给出理由。 注：假定地基平均固结度为95%时发生次固结。 附：（1）土样压缩试验结果： (2)均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数； 不可压缩层 粘土 5m 80kPa 地下水位 解： 故固结沉降 20年后总沉降 该地基固结沉降无极限，瞬时沉降和主固结沉降都是有限的，而次固结沉降则是无限的， 当 如图所示地基土层厚 ，压缩模量 ，渗透系数 问：加载一年后地基的固结沉降多大？若土层的厚度、压缩模量、渗透系数均增大一倍；问：与原来相比，该地基的固结沉降有何变化？ ，地表作用有大面积均布荷载 ，荷载瞬时施加； 解： (1)最终固结沉降量 由 得： q H k，Es 不排水地基 又由 得 一年时的沉降量： （2） (不变) 因 故固结沉降不变。 初始沉降（瞬时沉降）Sd 土体在附加应力作用下产生的瞬时变形 固结沉降Sc 饱和与接近饱和的粘性土在荷载作用下随着超静孔隙水压力的消散土中孔隙水的排出土骨架产生变形所造成的沉降(固结压密) 次固结沉降Ss 主固结过程(超静孔隙水压力消散过程)结束后，在有效应力不变的情况下，土的骨架仍随时间继续发生变形 土的性质对沉降的影响 砂土地基 初始沉降是主要的，排水固结变形在荷载作用后很快完成 饱和软粘土地基 固结沉降是主要的，需要很长时间才能完成 沉降计算方法 初始沉降 采用弹性理论求解 固结沉降 根据固结确定试验参数，采用 分层总和法求解 次结沉降 根据蠕变试验确定参数，采用 分层总和法求解 次固结变形定义 　　次固结变形为主固结变形完成后，土体的变形在时间上把主固结变形和次固结变形截然分开的意见在学术界看法是不一致的。 　　将地基沉降分成三部分是从变形机理角度考虑，并不是从时间角度划分的地基固结沉降和次固结沉降难以在时间上分开。 * hi 分层总和法 　　在地基沉降计算深度范围内，将地基土划分为若干分层来计算各分层的压缩量，然后求其总和，每个分层压缩量的计算方法与无侧向变形条件下的压缩量计算方法相同。 8) 地基最终沉降量s 的分层总和法公式 平均附加应力系数的物理意义：分层总和法中地基附加应力按均质地基计算，即地基土的压缩模量Es不随深度而变化。 从基底至地基任意深度Z范围内的压缩量为： 应力历史对地基沉降的影响 先期固结压力 分层总和法共同假设的用意 　　各种分层总和法都认为，荷载柞用下的非均质地墓中的附加应力分布，用均质弹性半空间的理论解答来代替是可以接受的。并通过划分薄层的办法把非线性问题线性化，从而提高计算精度。 　　分层总和法以均质弹性半空间的应力来计算非均质地基的变形的做法，在理论上显然不协调，其所引起的计算误差也还没有得到理论和实验的充分验证。不过，实践表明，地基沉降汁算的正确与否，更直接地取决于方法本身能否反映地基的成层性和非均质性、能否考虑到土的应力－应变关系的非线性，而应力计算精确度的影响毕竞还居其次．这就是分层总和法虽然不尽合理，却仍然在工程实践中得到广泛应用的原因。 各分层总和法的特点及应用 　　对于大面积荷载下的薄压缩层地基，其应力和变形状态都接近于压缩仪中土样所处的完全侧限状态，对此，单向压缩分层总和法最为适用。 　　对于一般基础，其地基压缩层厚度与基底尺寸比较，不能作为薄层看待时，以单向压缩分层总和法计算就没有考虑地基的三维（三向）应力状态的影响，忽略了地基土因剪切畸变所产生的瞬时沉降。 　　以单向压缩总和法计算所得的固结沉降，对一般的正常固结和超固结土，都是偏大的。所以，通常粗略地把单向压缩分层总和法的计算结果看成是地基最终沉降，而不另行考虑地基的瞬时沉降。 　　规范法的重要特点在于引入了沉降计算经验系数　　，以校正计算值对实测值的偏差。 　　对超固结（或似超固结）土的地基沉降计算宜考虑应力历史影响。 　　线性变形分层总和法公式 和 ，以弹性半空间的竖向位移解答为基础，考虑了局部刚性荷载下的三维应力状态。 　　砂土地基在荷载作用下由土的体积变形和剪切畸变引起的沉降在短时间内几乎同时完成。 地基最终沉降计算问题综述 地基沉降计算深度问题探讨 　　确定地基沉降计算深度的意义是：界定对地基沉降有影响的土层范围即压缩层厚度，保证满足沉降计算的精度要求。 饱和土中的有