- 1、本文档共16页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
PAGE
PAGE #
第三章土的固结理论
3.1概述
土的固结一一在荷载作用下,土体中超孔隙水压力生成,在排水条件下,随着时间的流 逝,土体中水被排出,超孔隙水压逐步消散,有效应力逐步增大,直至孔隙水压力为零,这 一过程称为土的固结。
中“出中产生沉降-减少工后沉降
固结作用丿, ,
提咼强度—提咼地基承载力
Terzaghi (1924)建立了一维固结理论
Rendulic (1935)首先将 Terzaghi 一维固结理论方程推广到多维情况,得到 Terzaghi-
Rendulic扩散方程。
Biot (1940)从连续介质力学基本方程出发得到固结理论,他考虑了孔隙水压力消散与土 骨架变形之间的耦合作用。
Barron( 1944)给出了砂井地基固结自由应变和等应变条件的解答。
一维固结理论
Terzaghi ( 1924)
饱和土 弹性、小变形 服从Darcy定律
二维固结理论
Rendulic (1935)
三维固结理论
Rendulic (1935)、Biot(1940)
砂土地基固结理论—
Barron (1944)
自由应变、等应变
3.2 —维固结理论(单向固结)
3.2.1 Terzaghi 一维固结理论
1 .基本假定
土体是饱和土
土体是均质的
土颗粒和水是不可压缩的
水的渗流服从 Darcy定律
渗透系数k是不变的
土体压缩系数av是不变的
荷载是一次性瞬间施加的
土体固结变形是小变形
渗流和变形只发生在一个方向
2.有效应力原理
3 .固结方程的建立根据上述假设,固结过程中(1 )单元体在
3 .固结方程的建立
根据上述假设,固结过程中
(1 )单元体在dt时间内排水量为
cv
dQ dzdxdydt
cz
a.根据Darcy定律有
式中V—水在土中的渗流速度, i —水力梯度 k —渗透系数,m/s u —超孔隙水压力,kPa 卫 一 3w —水的重度,kN/m 将V代入dQ,
式中V—水在土中的渗流速度, i —水力梯度 k —渗透系数,m/s u —超孔隙水压力,kPa 卫 一 3
w —水的重度,kN/m 将V代入dQ,得
m/s
dQ
dzdxdydt
(2)单元体在dt时间内土体压缩量 dV表达式为
F e
dV ( )dxdydzdt d 1+e。
式中e—t时刻土体的孔隙比
eo —土体初始孔隙比
孔隙比随有效应力的变化,遵循下面的关系
:e
--a
根据有效应力原理有
式中av —竖向压缩系数,kPa」
匚—土中有效应力,kPa将de代入dV,得(注意c
心汙看xdydzdt
根据排水量=压缩量,即dQ=dV,得
av : u k ? 2u
dxdydzdt 2 dxdydzdt
1 eo ;:t w :z
k(1 eo) ;:2u :u
r Jv Cz2 Ct
-2 -
=Cv u二u热传导方程
:z :t
式中Cv —固结系数
2
,m /s。consolidation
k
/ m
w V
kEs
Y w
k(1 e。)
wav
其中mv —体积压缩系数。
avmv —1 e0根据边界条件(t0, z=0
av
mv —
1 e0
根据边界条件(t0, z=0, u=0; z=2H, u=0)和初始条件(t=0, 0_z_2H , u=P)可得:
\o Current Document ::2 Mz 2
p sin exp(「M Tv)
m^M H
U(乙 t)二
式中 M =2^ 一1 =1,2,
2
Tv —时间因子
4.固结度
固结度一一在某一荷载作用下经过时间
土层中某点的固结度
t 土体固结过程完成的程度。
匚 一 u , u
1 -—
CF
土层平均固结度(也称地基固结度)
式中Set —在某一荷载作用下,经过时间
Se -在某一荷载作用下,固结完成时最终沉降量。 或
压缩度
Set
U 鱼Se
t所产生的固结变形量 Set,
H
t u(z,t)dz
U十岂
0 匚(z)dz
从u(z,t)的表达式中可以看出
当 T, =3.0 时,U 99% ;
当Tv =1.0时,U : 93%。对工程而言,可以认为固结完成,此时 wmvH 2
k
当U -30%时,固结度的近似表达式
U =
U =1 - 卫
31
2
2旳(盲门
或者采用曾国熙的统一公式
U = 1 7-exp(-::t)
式中:计算参数。 当 U ::: 60% 时
当U .60%时
U 1.128 Tv
J^0581 )
U =1 -10 0.933
(1 )线性变载将逐渐加荷的过程简化为在加荷起止 论进行计算。当
(1 )线性变载
将逐渐加荷的过程简化为在加荷起止 论进行计算。
当t ::: t1时,匀速加载;t - t1时,
时间中点一次瞬时加载,然后再用Terzaghi
文档评论(0)