地基最终沉降量的计算.ppt

墨西哥城的下沉 　　土层中地下水位的下降，使其中有效应力增高，并进一步导致地基的沉降，墨西哥城是一个典型的例子。该城约自 1850 年开始抽取地下水，在 1940 ～ 1974 年间达到高峰， 共有 3000 眼浅水井和 200 眼深水井（ 100m ），抽水速度约为 12m 3 /s 。由于过度抽水而且墨西哥城的墨西哥粘土是一种高压缩性土，至使自 1891 ～ 1973 年，整个老城下沉达 8.7m ，并造成地面道路、建筑及其它基础设施的破坏。 1951 年后，当地政府开始采取措施控制地下水的抽取，使沉降速度由 460mm / 年（ 1950 ）降到了 50 ～ 70mm / 年。 　　 4.土的变形性质及地基沉降计算 土的静载荷试验及变形模量 〈土的变形模量E0〉土体在无侧限条件下的应力与应变的比值 〈土的压缩模量Es〉土体在有侧限条件下的应力与应变的比值 P-s线无直线段时，中高压缩性土取s1=0.02b及其对应的荷载为p1,对低压缩性土取s1=（0.01~0.015）b及其对应的荷载为p1 2.土体压缩性的评价 (estimation of soil compressibility) 利用静载荷试验(plate loading test)， 得到土体的变形模量 (deformation modulus) E E0与ES之间的关系 根据广义虎克定律 4.2 地基最终沉降量的计算 一.分层总和法 1.原理 2.沉降的计算 Settlement Determination of Soil 2.步骤 （1）确定沉降计算点 （2）分层 （3）计算各层面处的自重应力，绘制σzi~z曲线 （4）计算各层面处的附加应力，绘制σsi~z曲线 （5）确定压缩土层的厚度 （6）求各土层平均的自重应力 和平均附加应力 柱荷载F=851.2KN,基础埋深d=0.8m,基础底面尺寸 L× B=8m × 2m=16m2,用分层总和法求基础沉降量 解：1. 解：（1）分层 （2）计算土体中的自重应力 （3）计算土体中的附加应力 基底平均压力p=(F+G)/A=（851.2+2×8×0.8×20）/16=69.2kPa 基底附加压力 （4）平均自重应力和平均附加应力 （5）地基沉降计算深度zn的确定 （6）分层沉降量的计算 （7）总沉降量的计算 二.规范方法 沉降计算经验系数ψ s 沉降计算深度zn 柱荷载F=1190kN，基础埋深d=1.5m，基础底面尺寸4m×2m，用规范法求基础的最终沉降量。 （1）基底压力 （2）沉降计算深度 （3）沉降计算 （4）zn的校核 （5）确定沉降经验系数ψ s （6）基础最终沉降量 四、例题分析 【解答】 4.4 地基变形与时间的关系 一.饱和土的一维渗透固结 二. 太沙基一维固结理论 1.固结方程 根据流出单元体的水量与流入单元体的水量等于单元体孔隙的变化量，得到固结方程： 2.固结方程的求解 式中，H—排水最长距离，单面排水 H=土层厚度； 双面排水 H=1/2?土层厚度 Tv— 时间因素 Tv=Cv.t/H2 t — 固结历时（年） 3.固结度 〈固结度Ut〉地基在任意时刻t的沉降量St与其最终沉降量S的比值 1.α=1 适用于土层在自重应力作用下固结，基础底面积大而压缩层较薄的情况 2. α=0 适用于新填土由于土层自重应力引起的固结 3. α=∞ 基础底面积小，土层厚，土层底面附加应力接近0 4. α＜1，土层在自重应力作用下尚未固结，又在其上修建建筑物基础的情况 5. α ＞1，压缩土层厚度较大，附加应力随深度增 加而减小。 4.计算类型 （1）求某一时刻t的瞬时沉降量St （2）求达到某一固结度所需要的时间t 例：某饱和粘土层的厚度为10m，在大面积荷载p0=120kPa作用下，土层初始孔隙比e1=1.0,压缩系数a=0.3MPa-1，渗透系数k=18mm/y。按单面和双面排水条件下分别求： （1）加荷一年后的沉降量；（2）沉降量达到140mm所需要的时间 解（1）t=1y时的沉降量 粘土层的最终沉降量 竖向固结系数 单面排水，时间因素 查表得固结度Ut=40%,则St=Ut.S=0.4×180=72mm 双面排水，时间因素 查表得到固结度Ut=75%, 则 St=0.75×180=135mm (2）求沉降量达到140mm所需要的时间 单面排水 双面排水 【例】某厂房柱下单独方形