[理学]中南大学土力学与基础工程课件 土力学1-第四章.ppt

100 1000 0.6 0.7 0.8 0.9 e Cc 1 1 Cs p(kPa，lg) e-lgp曲线 Cs 膨胀指数 （再压缩指数） 特点：在压力较大部分， 接近直线段 指标： 反映了土的应力历史 压缩指数 ?-p曲线 ?p/?? 侧限压缩模量 Es e-p曲线 -?e/?p 压缩系数 a -?e/?(lgp) -?e/?(lgp) ??/?p 定义 e-lg(p)曲线 压缩指数 Cc 膨胀指数 体积压缩系数 名称 Cs mv 曲线 指标 侧限压缩试验指标汇总 先期固结压力 先期固结压力：土层历史上所经受到的最大压力?p ?p= ?s：正常固结土 ?p ?s：超固结土 ?p ?s：欠固结土 OCR=1：正常固结 OCR1：超固结 OCR1：欠固结 超固结比： 如土层当前承受的自重压力为?s 相同?s 时，一般OCR越大，土越密实，压缩性越小 e p(lg) 在先期固结压力?p附近发生转折，据此可确定?p 先期固结压力 B A C D ?p AB：沉积过程，到B点应力为?p BC：取样过程，应力减小，先期固结压力为?p CD：压缩试验曲线，开始段位于再压缩曲线上，后段趋近原位压缩曲线 原位压缩曲线 沉积过程 取样过程 压缩试验 e p(lg) C D 在e-lgp曲线上，找出曲率最大点m 作水平线m1 作m点切线m2 作m1,m2 的角分线m3 m3与试验曲线的直线段交于点B B点对应于先期固结压力?p m rmin 1 2 3 ?p 先期固结压力?p的确定 Casagrande 法 A B §4.1 概述 ? §4.2 土的压缩性测试方法 ? §4.3 一维压缩性及其指标 ? §4.4 地基的最终沉降量计算 §4.5 饱和土体的渗流固结理论 第四章：土的压缩性与地基沉降计算 §4.4 地基的最终沉降量计算 平均总沉降 ：变形稳定后地基平均下沉量 沉降差：相邻基础的沉降量的差值 倾斜 ：基础不均匀沉降的倾斜度 随时间的沉降：不同时间的沉降量 t S 粘性土地基的沉降量S由机理不同的三部分沉降组成： 初始瞬时沉降 Sd ：在不排水条件下，由剪应变引起侧向变形导致 主固结沉降 Sc ：由超静孔压消散导致的沉降，通常是地基变形的主要部分 次固结沉降 Ss ：由于土骨架的蠕变特性引起的变形 一、粘性地基的沉降分析 Sd ：初始瞬时沉降 Ss: 次固结沉降 Sc：主固结沉降 总变形： 二、地基的最终沉降量计算 最终沉降量S∞： t?∞时地基最终沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑沉降过程。 不可压缩层 可压缩层 σz=p p 以一维侧限应力状态土的压缩特性为基础的分层总和法 计算方法： H H/2 H/2 ?,e1 1、单一土层一维压缩问题 计算简图 p σz=p 压缩前 压缩后 （a）e-p曲线 （b）e-lgp曲线 计算公式：e-p曲线 e e1 e2 p1 p2 p p 自重应力状态 附加应力状态 计算公式：e-lgp曲线-正常固结土 可使用推定的原位压缩曲线的Cc值进行计算： p(lg) 推定的原位压缩曲线 实验室试验结果 Cc 计算公式：e-lgp曲线-超固结土 可使用推定的原位压缩和再压缩曲线的Cc和Ce值进行计算： ?p p(lg) 推定的原位压缩曲线 推定的原位再压缩曲线 Cc Ce 当p2?p 当p2?p p H ?,e1 e p H/2 H/2 σz=p 计算步骤： 确定： 查定： 算定： 以公式 为例 e1 e2 p p1 p2 理论上不够完备，缺乏统一理论,是一个半经验性方法 假设基底压力为线性分布 附加应力用弹性理论计算 侧限应力状态,只发生单向沉降 只计算固结沉降，不计瞬时沉降和次固结沉降 将地基分成若干层，认为整个地基的最终沉降量为各层沉降量之和： 基本假定和基本原理： 2、地基最终沉降量分层总和法 d 地面 基底 施工步骤 基坑开挖：基础土层卸载，基础底面回弹 基础施工：基础土层重加载，基础底面再压缩 基坑回填：基础土层重加载，基础地面再压缩 建筑物施工：基础土层压缩沉降 计算步骤 d 地面 基底 计算深度 ? p p0 ?d ?z ?sz 原地基的自重应力分布?sz 基底附加压力p0 确定地基中附加应力?z分布 确定计算深度zn 地基分层Hi 计算每层沉降量Si 各层沉降量叠加?Si ?sz从地面算起； ?z从基底算起，由基底附加应力p0=p-?d引起 计算步骤 ... ... 确定计算深度zn 地基分层Hi 计算每层沉降量Si 各层沉降量叠加?Si 经验法： 一般土层：σz=0.2σsz 软土层：σz=0.1σsz 规范法：?S??