土力学。。四+土的变形性质及(郑教材.ppt

第四章 土的变形性质及地基沉降计算 1、土的变形性质 实验（室内实验、现场实验） -------变形曲线、变形性指标 应力历史对粘性土压缩性的影响 2、地基沉降计算 总沉降 沉降差 、倾斜 饱和黏土地基随时间的沉降  土的弹性变形性质 在应力不高的情况下，地基受到荷载作用所产生的沉降可近似地当作弹性变形，一般把地基当成弹性半无限体。  土的压缩模量 （无侧向膨胀变形模量） 土的压缩性 土在压力作用下，土体积产生的变化等于孔隙体积的变化量。 土的压缩性与土的类别、土的应力历史有关 。  例4-1：某工程地基钻孔取样，进行室内压缩试验，试样高h0=20mm，在p1=100kPa时测得压缩量s1=1.1mm，在p2=200kPa时的压缩量为s2=0.64mm。土样的初始孔隙比e0=1.4，试计算压力p=100~200kPa范围内土的压缩系数、压缩模量，并评价土的压缩性。 试验方法测定土的变形模量E0 原位测试法 现场荷载试验：  实验室法 三轴压力仪： 应力历史对粘性土压缩性的影响 前期固结压力pc：土样在历史上所承受过的最大固 结压力。 现存覆盖压力p0： 超固结比: OCR=Pc/P0  经验方法确定前期固结压力pc 地基沉降计算 地基沉降问题 （1）平均总沉降 （2）沉降差 （3）基础倾斜 （4）随时间的沉降 沉降分析： 瞬时沉降----当荷载刚加上，在很短的时间内产生的沉降。这是土骨架产生弹性和塑性变形的结果。 主固结沉降（渗透固结沉降）----饱和粘土地基在荷载作用下，孔隙水被挤出而产生渗透固结的结果。 次固结沉降----地基孔隙水基本停止挤出后，颗粒和结合水之间的剩余应力尚在调整而引起的沉降。 瞬时沉降：弹性理论公式 最终沉降：分层总和法、规范法 一、平均总沉降 需要确定的几个问题： 如何分层; 压缩层厚度; 分层土的压缩曲线或压缩性指标; 分层土所受附加应力情况;  压缩层厚度hc的确定方法： 1.铁路桥涵设计规范采用方法  分层总和法计算步骤： 1、将地基土分层， （b为基础宽度） 不同土层的分界面及地下水位面处应作为分层面 例4-2： 某厂房柱下单独方形基础，已知基础底面积尺寸为4m×4m，埋深d＝1.0m，地基为粉质粘土，地下水位距天然地面3.4m。上部荷重传至基础顶面F＝1440kN，土的天然容重?＝16.0kN/m3，饱和容重? sat＝17.2kN/m3，有关计算资料如例图4-1。试用分层总和法计算基础最终沉降(已知fk=94kPa)。  例题：  （二）规范法 1、铁路桥涵设计规范 一般土地基：分层总和法 软土地基： （查 e-p压缩曲线） 建筑地基基础设计规范 ：经验修正系数，查表，表中Es采用加权平 均值，fk 为地基承载力设计值 p0 ：为基底附加压力 zi ：为基底以下第i层底面至基底的距离 ： 为基底面至第i层底面范围内平均附加压力 系数，可查表  建筑地基基础设计规范计算总沉降步骤 1、分层：  例题： 沉降差和倾斜 沉降差指在同一建筑中两相邻基础沉降量的差。 倾斜指单独一个基础两端产生不相等的沉降。 由于偏心荷载引起的倾斜  由于相邻基础影响引起的倾斜 1、相邻基础同时修建  2、在旧基础旁建新基础  3、在沉降尚未稳定的旧基础旁建新基础 由于地基土的性质在水平方向有变化引起的倾斜  例题： 饱和粘土的渗透固结和太沙基一维固结理论 饱和砂土受压力作用，