土力学及地基基础-(公开课件).ppt

2.4.2 土的压缩性指标 1．压缩系数a 压缩性不同的土，其e-p曲线的形状是不一样的。由图2-18可见，密实砂土的e-p曲线比较平缓，而压缩性较大的软黏土的e-p曲线则较陡。曲线越陡，说明随着压力的增加，土孔隙比的减少越显著，因而土的压缩性越高。土的压缩性可用图2-19中割线MlM2的斜率来表示，即 《地基规范》用p1＝100kPa、 p2＝200kPa对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性 a1-2＜0.1MPa-1 低压缩性土 0.1MPa-1≤a1-2＜0.5MPa-1 中压缩 a1-2≥0.5MPa-1 高压缩性土 2．压缩模量 Es 土在完全侧限条件下的竖向附加应力 与相应的竖向应变 的比值 Es Es=(1+e1)/a 用压缩模量来表示土的压缩性高低 Es4 Mpa 高压缩性土 4 MPa≤Es≤15 Mpa 中等压缩性土 Es15MPa 低压缩性土 3．土的变形模量E0 土的变形模量E0是土体在无侧限条件下的应力与应变的比值，可以由室内侧限压缩试验得到的压缩模量求得，也可通过静载荷试验确定。 地基土的泊松比 2.5 基础最终沉降量计算 地基变形的主要外因是建筑物荷载在地基中产生的附加应力，在附加应力作用下土层的孔隙体积发生压缩减小，引起基础沉降。常用的计算基础最终沉降的方法有分层总和法及《地基规范》推荐方法。 2.5.1 分层总和法 采用分层总和法计算基础最终沉降量时，通常假定地基土压缩时不发生侧向变形，即采用侧限条件下的压缩指标。为了弥补这样计算得到的变形偏小的缺点，通常取基底中心点下的附加应力进行计算。 将地基变形计算深度 范围的土划分为若干个分层(见图2-20)，按侧限条件分别计算各分层的压缩量，其总和即为基础最终沉降量。 具体计算步骤 1) 计算基底压力及基底附加压力 2)按分层厚度将基底下土层分成若干薄层 3)计算基底中心点下各分层界面处自重应力和附加应力 4)确定地基压缩层深度 5)计算压缩层深度内各分层的自重应力平均值和平均附加应力。 6)从e-p曲线上查得与p1i、p2i相对应的孔隙比e1i和e2i 7)计算各分层土在侧限条件下的压缩量 8)计算基础的最终沉降量s(mm) 图2-20 地基最终沉降的分层总和法 【例2-5】 试以分层总和法计算图2-21所示柱下方形单独基础的最终沉降量。自地表起各土层的重度为：粉土＝18kN／m3；粉质黏土=19kN/ m3，＝19.5 kN／m3；黏土＝20 kN／m3。分别从粉质黏土层和黏土层中取土样做室内压缩试验，其e-p曲线见图2-22。柱传给基础的轴心荷载标准值F＝2000 kN，方形基础底边长为4m。 【解析】 （1）计算基底压力和基底附加压力 （2）分层，取分层厚度为1m （3）计算各分层层面处土的自重应力 计算结果见表2-8 （4）计算基底中心点下各分层面处的附加应力 （5）确定压缩层深度z 在6m深度处（点6） 不满足要求 在7m深度处 满足要求 压缩层深度z n为7m （6）计算压缩层深度内各分层的自重应力平均值和平均附加应力 计算结果见表2-8 （7）从e-p曲线上查得与p1i、p2i相对应的孔隙比e1i和e2i （8）计算各分层土在侧限条件下的压缩量 计算结果见表2-8 （9）计算基础的最终沉降量 表2-8 例2-5计算结果 点 角点下任意深度z /m /kPa /kPa 分 层 hi /m P1i /kPa Δpi /kPa p2i /kPa e1i e2i Δsi /mm 0 0 27 128 0-1 1.0 37 124 161 0.960 0.858 52.0 1 1.0 46 119 1-2 1.0 56 105 161 0.935 0.858 39.8 2 2.0 65 90 2-3 1.0 70 76 146 0.921 0.864 29.7 3 3.0 75 62 3-4 1.0 80 53 133 0.912 0.873 20.4 4 4.0 84 43 4-5 1.0 89 37 126 0.777 0.757 11.3 5 5.0 94 31 5-6 1.0 99 27 126 0.772 0.757 8.5 6 6.0 104 23 6-7 1.0 109 21 130 0.765